برد ترمینال ورودی/خروجی ارتباط سریال Simplex GE IS200SSCAH2A

IS200SSCAH2A یک برد ترمینال ورودی/خروجی ارتباط سریال Simplex است که توسط جنرال الکتریک (GE) برای سیستم کنترل Mark VIe™ طراحی شده است. این برد نسخه ای از سری SSCA است که دارای بلوک های ترمینال قابل اتصال است. عملکرد اصلی آن ارائه حداکثر شش کانال ارتباطی سریال است که هر کدام به طور مستقل برای پروتکل های ارتباطی RS-232C، RS-485 یا RS-422 قابل تنظیم هستند و امکان تبادل داده بین سیستم کنترل و دستگاه های خارجی مختلف را فراهم می کند.

عملکرد اصلی برد IS200SSCAH2A اتصال دستگاه های میدانی (مانند PLC ها، ابزار هوشمند، درایوها، کنترل کننده های شخص ثالث و غیره) به سیستم کنترل Mark VIe از طریق رابط های ارتباطی سریال است. بسته ورودی/خروجی به کانکتور پین DC-62 روی برد متصل می شود تا ارتباط اترنت با کنترل کننده Mark VIe برقرار شود، در نتیجه داده های سریال را در سیستم کنترل یکپارچه می کند.

IS200SSCAH2A نسخه H2 در سری SSCA است و ویژگی اصلی آن در طراحی بلوک ترمینال نهفته است:

• SSCAH1: دارای یک بلوک ترمینال 48 ترمینال نصب شده دائمی است.

• SSCAH2A: دارای یک هدر زاویه راست است که طیفی از بلوک‌های ترمینال قابل اتصال تجاری را می‌پذیرد و همچنین 48 پایانه را ارائه می‌کند.

این طراحی قابل اتصال تا حد زیادی سیم کشی و نگهداری در محل را تسهیل می کند. کاربران می توانند در صورت نیاز نوع بلوک ترمینال مناسب را انتخاب کنند و هنگام نصب یا تعویض برد، نیازی به سیم کشی مجدد نیست. به سادگی بلوک ترمینال را از برق بکشید.

این تخته دارای طراحی جمع و جور است و ابعاد آن 15.9 × 10.2 سانتی متر است. این ریل DIN با استفاده از یک حامل ورق فلزی و پایه عایق پلاستیکی نصب شده است. این مجموعه همچنین می تواند به طور مستقیم در یک کابینت پیچ شود. این برد از فناوری نصب سطحی بهره می برد و در محدوده دمایی 30- تا 65 درجه سانتی گراد کار می کند و آن را برای محیط های صنعتی مناسب می کند.

ویژگی های کلیدی برد IS200SSCAH2A عبارتند از:

• شش کانال سریال مستقل: هر کانال می تواند به طور مستقل برای RS-232، RS-422، یا RS-485 پیکربندی شود.

• بلوک های ترمینال قابل اتصال: سیم کشی و نگهداری در محل را تسهیل می کند.

• پیکربندی مقاومت خاتمه انعطاف پذیر: جامپرها امکان انتخاب مقاومت پایان 121 Ω را فراهم می کنند.

• روش اتصال RET قابل انتخاب: خط RET برای هر کانال را می توان برای زمین مقاومتی یا خازنی انتخاب کرد.

• شناسه تراشه ID: کانکتور JA روی برد دارای یک تراشه ID است که توسط بسته I/O برای شناسایی خوانده می شود.

• پیکربندی نرم افزار: پارامترهایی مانند پروتکل های ارتباطی از طریق نرم افزار ToolboxST پیکربندی می شوند.

  
  

---

II. توابع اصلی

توابع اولیه IS200SSCAH2A شامل موارد زیر است، اما به آنها محدود نمی شود:

1. ارتباط سریال چند پروتکلی

هر یک از شش کانال مستقل در برد IS200SSCAH2A را می توان به صورت نرم افزاری برای یکی از سه پروتکل ارتباطی پیکربندی کرد:

• RS-232C: ارتباط نقطه به نقطه، مناسب برای فواصل کوتاه (تا 50 فوت یا 2500 pF بار خازنی).

• RS-422: ارتباط دیفرانسیل، مناسب برای فواصل طولانی تر (تا 1000 فوت)، پشتیبانی از دوبلکس کامل.

• RS-485: ارتباط دیفرانسیل، مناسب برای فواصل طولانی تر (تا 1000 فوت)، پشتیبانی از اتصالات چند قطره نیمه دوبلکس (تا 8 گره).

2. طراحی بلوک ترمینال قابل اتصال

IS200SSCAH2A دارای یک هدر زاویه راست است که بلوک های مختلف ترمینال قابل اتصال تجاری را می پذیرد و 48 پایانه را ارائه می دهد. از مزایای این طرح می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• سیم کشی آسان: سیم کشی را می توان به صورت آفلاین انجام داد و سپس بلوک ترمینال را به برد وصل کرد.

• تعمیر و نگهداری راحت: هنگام تعویض برد، نیازی به سیم کشی مجدد نیست. به سادگی بلوک ترمینال را جدا کرده و آن را به برد جدید وصل کنید.

• انعطاف پذیری بالا: انواع مختلف بلوک های ترمینال (به عنوان مثال، نوع پیچی، نوع فنری) را می توان در صورت نیاز انتخاب کرد.

3. پیکربندی مقاومت خاتمه

برای ارتباط RS-422 و RS-485، مقاومت های پایانی در هر دو انتهای خط انتقال برای مطابقت با امپدانس و جلوگیری از بازتاب سیگنال مورد نیاز است. IS200SSCAH2A مقاومت های پایانی قابل انتخابی را برای هر جفت خط سیگنال در هر کانال فراهم می کند:

• جامپر JP#A: مقاومت پایانی بین سیگنال های A و B (121 Ω، 1/2 وات، 1٪) را کنترل می کند.

• جامپر JP#B: مقاومت پایان بین سیگنال های C و D (121 Ω، 1/2 وات، 1٪) را کنترل می کند.

موقعیت پیش‌فرض جامپر باز است، با مقاومت پایانی جدا شده است. در صورت نیاز، جامپر را می توان در موقعیت IN برای اتصال مقاومت تنظیم کرد.

4. انتخاب روش RET Grounding

در ارتباط RS-232C، اغلب نامطلوب است که یک زمین سخت مسیر سیگنال RET در هر دو سر کابل وجود داشته باشد. IS200SSCAH2A گزینه های زمینی قابل انتخابی را برای خط RET هر کانال فراهم می کند:

• زمین مقاومتی (RES): از طریق یک مقاومت 100 Ω (موقعیت پیش فرض) زمین می شود.

• زمین خازنی (CAP): از طریق یک خازن 0.01 uF به موازات یک مقاومت 1 MΩ زمین می شود.

اگر دستگاه متصل از قبل دارای یک زمین سخت در خط RET خود باشد، زمین خازنی باید انتخاب شود. اگر دستگاه متصل زمین سختی ندارد، باید زمین مقاومتی انتخاب شود.

5. تخصیص و ترتیب سیگنال

48 پایانه در SSCAH2A بر اساس کانال گروه بندی شده اند. هر کانال از 6 ترمینال به ترتیب SCOM، A، B، C، D، RET استفاده می کند. تخصیص ترمینال برای شش کانال به شرح زیر است:

6. شناسایی شناسه سخت افزار

کانکتور JA روی برد دارای یک تراشه شناسه فقط خواندنی است که شماره سریال برد، نوع، شماره ویرایش و اطلاعات مکان کانکتور را ذخیره می کند. بسته ورودی/خروجی این اطلاعات را در طول مقداردهی اولیه می خواند. اگر با عدم تطابق مواجه شد، یک خطای ناسازگاری سخت افزار ایجاد می شود.

7. پیکربندی نرم افزار

به جز مقاومت های پایانی و روش اتصال به زمین RET که توسط جامپرهای سخت افزاری پیکربندی می شوند، تمام پارامترهای دیگر (مانند انتخاب پروتکل ارتباطی، نرخ باود، بیت های داده، بیت های توقف، برابری و غیره) از طریق نرم افزار ToolboxST پیکربندی می شوند.

---

III. برنامه های کاربردی سیستم

1. کاربرد در Mark VIe Control System

IS200SSCAH2A یک برد ترمینال کلیدی برای گسترش ارتباطات سریال در سیستم کنترل Mark VIe است. نقش های آن در سیستم عبارتند از:

• تبدیل پروتکل: پروتکل های ارتباطی سریال (RS-232، RS-422، RS-485) را از دستگاه های میدانی به فرمت های داده قابل تشخیص توسط سیستم کنترل تبدیل می کند.

• یکپارچه سازی داده ها: داده های دستگاه های سریال را از طریق بسته ورودی/خروجی و اترنت برای نظارت و کنترل متمرکز به سیستم کنترل Mark VIe ادغام می کند.

• رابط دستگاه: رابط های فیزیکی را برای دستگاه های سریال مختلف، از جمله PLC، ابزار هوشمند، درایو، اسکنر بارکد و کنترل کننده های شخص ثالث فراهم می کند.

• گسترش شبکه: از طریق اتصالات چند قطره RS-485، حداکثر 8 دستگاه را می توان متصل کرد، که قابلیت I/O سیستم کنترل را گسترش می دهد.

2. تفاوت با IS200SSCAH1A

تفاوت اصلی بین IS200SSCAH2A و IS200SSCAH1A در طراحی بلوک ترمینال نهفته است:

• IS200SSCAH1A: دارای یک بلوک ترمینال 48 ترمینال نصب شده دائمی است. سیم کشی غیر قابل جابجایی است

• IS200SSCAH2A: دارای یک هدر با زاویه راست است که بلوک های ترمینال قابل اتصال را می پذیرد. سیم کشی را می توان با جدا کردن بلوک ترمینال جدا کرد.

مزایای طراحی قابل اتصال:

• سیم کشی را می توان قبل از نصب تخته انجام داد و راندمان نصب را افزایش داد.

• هنگام تعویض برد، نیازی به سیم کشی مجدد نیست. به سادگی بلوک ترمینال را جدا کرده و آن را به برد جدید وصل کنید.

• مارک های مختلف یا انواع بلوک های ترمینال را می توان در صورت نیاز انتخاب کرد.

3. سناریوهای کاربردی معمولی

• ارتباط PLC: ارتباط سریال با برندهای مختلف PLC برای تبادل دستورات کنترلی و داده های وضعیت.

• رابط ابزار هوشمند: اتصال کنتورهای هوشمند، فلومترها، تحلیلگرها و سایر ابزارها برای جمع آوری داده های فرآیند.

• کنترل درایو: برقراری ارتباط با درایوهای فرکانس متغیر، درایوهای سروو و غیره برای کنترل حرکت.

• یکپارچه سازی سیستم شخص ثالث: تبادل داده با سیستم های کنترل شخص ثالث یا سیستم های اسکادا.

• راه اندازی و تعمیر و نگهداری: به عنوان یک رابط راه اندازی موقت عمل می کند، به کامپیوتری که نرم افزار شبیه سازی مانند MODSIM را اجرا می کند، متصل می کند.

  
  

---

IV. شرح مفصل رابط

1. تعاریف سیگنال بلوک ترمینال

48 پایانه در IS200SSCAH2A بر اساس کانال گروه بندی شده اند. تعاریف سیگنال برای هر کانال به شرح زیر است:

2. جدول تخصیص پایانه

3. توضیحات جامپر

4. اتصال پین DC-62

این کانکتور برای اتصال بسته I/O استفاده می شود و امکان برقراری ارتباط اترنت با کنترل کننده Mark VIe را فراهم می کند. برای تخصیص پین های خاص به مستندات بسته I/O مربوطه مراجعه کنید.

5. زمین سپر

پایانه های SCOM (37-48) باید به یک زمین محافظ مناسب متصل شوند. به طور معمول، محافظ کابل I/O باید از طریق یک براکت نصب خارجی متصل شود و سپس از طریق ترمینال SCOM به برد متصل شود.

---

V. پیکربندی و سیم کشی

1. پیکربندی پروتکل ارتباطی

پروتکل ارتباطی از طریق نرم افزار ToolboxST انتخاب می شود و نیازی به پرش سخت افزاری ندارد. هر کانال را می توان به طور مستقل برای موارد زیر پیکربندی کرد:

• RS-232C

• RS-422

• RS-485

2. پیکربندی مقاومت پایان

جامپرهای مقاومت پایانی مربوطه را با توجه به پروتکل ارتباطی و توپولوژی شبکه تنظیم کنید:

3. پیکربندی روش RET Grounding

جامپر اتصال به زمین RET مربوطه را با توجه به اینکه آیا دستگاه متصل دارای RET زمین سخت است یا خیر، تنظیم کنید:

4. نمونه سیم کشی RS-232C

اتصال SSCA Channel 1 به یک دستگاه شخص ثالث (slave):

5. نمونه سیم کشی نیمه دوبلکس RS-485 (نقطه به نقطه)

اتصال SSCA Channel 1 به یک دستگاه شخص ثالث (slave):

تنظیمات جامپر:

• JP1A: IN (مقاومت پایانی متصل است)

• JP1B: OUT (مقاومت پایانی قطع شده است)

• اگر رایانه ای به عنوان دستگاه آزمایشی متصل است، پایه 5 کانکتور DB9 آن باید به SCOM1 متصل شود.

6. نمونه سیم کشی نیمه دوبلکس RS-485 (چند قطره)

در یک شبکه چند قطره، فقط گره های انتهای گذرگاه به مقاومت های پایانی نیاز دارند. JP#A برای گره های میانی باید روی OUT تنظیم شود.

---

VI. تشخیص و نگهداری

1. شناسه تراشه شناسه

کانکتور JA در برد IS200SSCAH2A دارای یک تراشه ID فقط خواندنی است که اطلاعات زیر را ذخیره می کند:

• شماره سریال برد

• نوع برد (IS200SSCAH2A)

• شماره تجدید نظر

• محل اتصال J

بسته I/O این اطلاعات را در حین راه اندازی می خواند و آن را با مقادیر مورد انتظار مقایسه می کند. اگر با عدم تطابق مواجه شد، یک خطای ناسازگاری سخت افزار ایجاد می شود و از مشکلات سیستم ناشی از پیکربندی نادرست جلوگیری می کند.

2. عیب یابی رایج

3. توصیه های تعمیر و نگهداری

• بازرسی دوره ای: بررسی کنید که بلوک های ترمینال به طور ایمن به برق وصل شده باشند و سیم ها شل نباشند.

• تمیز کردن: به طور مرتب تخته را تمیز کنید تا از تجمع گرد و غبار که بر اتلاف گرما و عایق تاثیر می گذارد، جلوگیری کنید.

• حفاظت ESD: هنگام دست زدن به برد از تسمه اتصال به زمین استفاده کنید و آن را در کیسه های ضد الکتریسیته ساکن نگهداری کنید.

• مدیریت قطعات یدکی: یک برد یدکی IS200SSCAH2A برای کاهش زمان خرابی در صورت خرابی نگهداری کنید.