Facts Engineering RS-422

Отличный выбор! RS-422 — это надежный и проверенный временем промышленный стандарт для последовательной передачи данных на большие расстояния с высокой помехозащищенностью. Вот подробное описание, характеристики и совместимость.

Описание интерфейса RS-422 (EIA/TIA-422)

RS-422 — это стандарт на электрические характеристики сбалансированной (дифференциальной) цифровой линии связи. Он был разработан для преодоления ограничений более старого стандарта RS-232 (малая дальность, низкая скорость, восприимчивость к помехам).

Ключевые принципы и преимущества:

1. Дифференциальная (сбалансированная) передача: Данные передаются не относительно общего "земляного" провода (как в RS-232), а по двум проводам: A (или -) и B (или +). Приемник измеряет разность потенциалов между этими двумя сигналами.
2. Высокая помехозащищенность: Любая электромагнитная помеха, наведенная на кабель, воздействует на оба сигнальных провода практически одинаково. Приемник вычитает один сигнал из другого, и синфазная помеха взаимно уничтожается.
3. Дальность и скорость: Позволяет передавать данные на расстояния до 1200 метров на скорости до 100 кбит/с. На более коротких дистанциях (до 12 метров) скорость может достигать 10 Мбит/с.
4. Многоточечная топология (Multi-drop): В одной линии может быть один передатчик (Driver) и до 10 приемников (Receivers). Это позволяет создавать сети типа "ведущий-ведомые" (master-slave).
5. Полудуплексная связь: По одной витой паре данные передаются только в одном направлении. Для полноценного дуплекса (одновременная передача и прием) требуются две отдельные витые пары (4 провода).

Типичные области применения:

• Промышленная автоматизация (PLC, датчики, ЧПУ станки)
• Системы видеонаблюдения (управление поворотными камерами PTZ)
• Весы, кассовые аппараты, торговое оборудование
• Телекоммуникационное оборудование
• Связь между компьютерами и модемами на больших расстояниях

Технические характеристики (основные параметры)

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Стандарт | EIA/TIA-422, международный аналог — ITU-T V.11 / X.27 | | Тип линии | Сбалансированная (дифференциальная), витая пара | | Количество устройств | 1 передатчик (драйвер), до 10 приемников на одну линию | | Режим связи | Полудуплекс или полный дуплекс (при использовании 2 пар) | | Дальность связи | До 1200 м (зависит от скорости и качества кабеля) | | Скорость передачи | До 10 Мбит/с на 12 м, до 100 кбит/с на 1200 м | | Уровни сигналов | Дифференциальное напряжение на передатчике: ±2В ... ±10В
Дифференциальное напряжение на приемнике: ±200 мВ (мин.)
(Логический "0": B > A; Логическая "1": A > B) | | Выходной ток передатчика | До ±60 мА (короткое замыкание) | | Сопротивление нагрузки | 100 Ом (номинал) | | Затухание сигнала | Не более 6 дБ на максимальной длине | | Синфазное напряжение | Допустимый диапазон на входе приемника: -7В ... +12В | | Скорость нарастания сигнала | Ограничена для снижения EMI (электромагнитных помех) |

Распиновка разъема (наиболее распространенная, особенно для преобразователей):

• TX+ (T+, B, TD+) — Передача данных (+)
• TX- (T-, A, TD-) — Передача данных (-)
• RX+ (R+, Y, RD+) — Прием данных (+)
• RX- (R-, Z, RD-) — Прием данных (-)
• GND — Опорное заземление (не всегда обязательно, но рекомендуется для защиты)

Примечание: Распиновка на конкретном оборудовании (например, Cisco, Siemens) может отличаться. Всегда сверяйтесь с мануалом.

Популярные парт-номера компонентов (микросхемы драйверов/приемников)

Производители: Texas Instruments (TI), Maxim Integrated (ныне часть Analog Devices), STMicroelectronics, Analog Devices.

Ключевые микросхемы:

• SN75176B, SN75179B (TI) — Классические, недорогие трансиверы (драйвер + приемник) для полудуплекса. Пожалуй, самые распространенные.
• MAX488, MAX490 (Maxim) — Полнодуплексные трансиверы с пониженным энергопотреблением.
• MAX485 (Maxim) — Аналог SN75176, очень популярен для полудуплексных сетей (например, Modbus RTU).
• MAX3490, MAX3491 (Maxim) — Высокоскоростные (до 10 Мбит/с) трансиверы.
• ISL83072, ISL83082 (Intersil/Renesas) — Высокоскоростные, с защитой от ESD.
• THVD1410, THVD1420 (TI) — Современные трансиверы с повышенной защитой от ESD и режимом "отказоустойчивости" (fail-safe) при обрыве линии.
• ADM2582E, ADM2587E (Analog Devices) — Изолированные трансиверы RS-422/485 со встроенной гальванической развязкой.

Готовые модули и преобразователи (конвертеры):

• Moxa UPort 1410 — Многопортовый PCI-Express адаптер.
• Sealevel Systems 4202 — PCI-адаптер с 2 портами RS-422/485.
• StarTech.com ICUSB422 — USB-адаптер RS-422.
• Advantech ADAM-4520 — Изолированный преобразователь RS-232 в RS-422/485.
• Rexroth (Bosch) ICRI 422 — Промышленный изолированный преобразователь.
• ICP DAS UC-2424 — Конвертер USB в 2 изолированных порта RS-422/485.

Совместимые и родственные модели/стандарты

1. RS-485 (EIA/TIA-485): Прямой и наиболее важный "преемник". RS-422 и RS-485 используют одинаковые электрические принципы. Ключевое отличие: RS-485 позволяет иметь много передатчиков (до 32 единицы нагрузки) в одной линии, что делает его стандартом для промышленных сетей (Profibus, Modbus RTU). Большинство современных микросхем поддерживают оба стандарта (например, MAX485). Оборудование RS-422 часто подключается к сети RS-485.

2. RS-232 (EIA/TIA-232): Более старый, несовместимый на электрическом уровне стандарт. Для связи между устройствами RS-232 и RS-422 необходим преобразователь (конвертер).

3. Протоколы, работающие поверх RS-422:

   • Profibus DP (часто использует RS-485, но ранние реализации могли быть на RS-422).
   • Modbus RTU (чаще поверх RS-485, но совместим с RS-422 при правильной настройке).
   • Протоколы производителей оборудования (например, Pelco-D, Coaxlink для управления PTZ-камерами).
   • NMEA 0183 (стандарт в морской навигации, часто использует RS-422).

4. Совместимое оборудование (примеры брендов и линеек):

   • Контроллеры ПЛК: Siemens SIMATIC S7-300/400 (через модули CP 340/341), Allen-Bradley (многие модели с последовательными портами).
   • Промышленные компьютеры и панельные ПК: Advantech, Beckhoff, Siemens.
   • Оборудование для видеонаблюдения: Поворотные камеры Pelco, Bosch, Axis.
   • Измерительное оборудование: Весы Mettler Toledo, анализаторы, датчики.
   • Сетевое оборудование: Некоторые маршрутизаторы Cisco (старые модели для последовательных консолей WAN).
   • СЧПУ станки: Оборудование Fanuc, Heidenhain (для связи с внешними устройствами).

Важное замечание: При подключении всегда проверяйте:

1. Режим связи (дуплекс/полудуплекс).
2. Необходимость терминационных резисторов (обычно 120 Ом на концах линии для RS-485; для RS-422 может требоваться только на дальнем приемнике).
3. Корректность подключения пар (A к A, B к B).
4. Наличие общего заземления при больших расстояниях или разности потенциалов.