D-sub csatlakozók és gyakorlati alkalmazásuk a 21. századi iparban

Felvehetik-e még a versenyt a D-sub csatlakozók a HDMI vagy az USB csatlakozókkal?

2021. július 14., szerda, 16:03

Címkék: csatlakozás-technika csatlakozó Ethernet TME

Az egyes eszközök közötti kommunikáció az automatizálás alapja - mind otthon, mind az ipari felhasználásban. A vezeték nélküli kapcsolatokat mostanság erősen fejlesztik. Ezek azonban érzékenyek az interferenciára, és a jelátvitel bizonyos késleltetése is jellemző, ezért használják őket elsősorban az intelligens otthoni rendszerekben, és sokkal ritkábban az iparban.

A felhasznált ipari berendezések közötti kommunikációval kapcsolatos elvárások az évek során megváltoztak az új technológiák megjelenésével. Ma már gyakran használják az Ethernet kábeleket a különböző hálózati elemek közötti kommunikációhoz. Nagyon gyors adatátvitelt tesznek lehetővé (akár 40 gigabit/másodperc), ezért összetett utasításokat képesek átadni a számítógépek vagy az illesztőprogramok és a működtetők vagy kezelőpanelek között. Mielőtt azonban a sodrott érpárú kábelek az ipari csarnokok állandó jellegzetességévé váltak, a D-sub csatlakozókon alapuló kapcsolatok voltak túlsúlyban.

A D-sub (D\szubminiatűr) az elektronikai eszközök közötti kommunikációhoz használt csatlakozók teljes családját felöleli. A névben szereplő „D” betű maga a csatlakozó vagy aljzat jellegzetes alakjából származik, amely erre a betűre emlékeztet. Sokféle D-sub csatlakozó létezik. A legkisebb az alapkivitelben 9, a legnagyobb - 104 pólusú.

A D-sub csatlakozók története az ötvenes évekig nyúlik vissza, és mind a mai napig meglehetősen széles körben használják őket. Ez részben annak tudható be, hogy sok helyen még mindig használják a múlt században gyártott berendezéseket, melyeknél alkalmazásuk oly gyakori volt. A D-Sub csatlakozók leggyakoribb alkalmazása az RS-232 és RS-485 interfészeket használó kommunikáció. Ezek lehetővé teszik az ipari csarnokban használt eszközök közötti kiterjedt hálózatok kiépítését.

Az előbbit, az RS-232-et a múltban főleg terminál eszközök és különféle perifériás eszközök, például nyomtatók vagy billentyűzetek számítógéphez történő csatlakoztatására használták. A számítógépek modemekhez való csatlakoztatására is ezt alkalmazták. A mindennapi használat során mára felváltották ezeket a széles körben használt USB csatlakozók és Ethernet.

D-sub csatlakozók és RS-232 és RS-485 interfészek

Az RS-232 ugyanakkor továbbra is használatos az iparban. Azokon a területeken, ahol nem helyettesítették sodrott párral, továbbra is a számítógép és a PLC vagy a HMI közötti kommunikációra használják. Van azonban hátránya is. Mivel az átadott feszültségszintek -3 és -15 V között logikai "1", +3 és +15 V között logikusak "", és a -3 és 3 V közötti feszültségek nincsenek felhasználva, az RS-232 interfész használata legfeljebb 15 méter hosszúságon lehetséges, 20 Kbit/s sebességgel. Hosszabb kábelek esetén a feszültségesés túl nagy lehet ahhoz, hogy hatékonyan továbbítsa a jelet a csatlakoztatott eszközre. Kezdetben az RS-232-t használták a Modbus protokoll futtatásához, de idővel ezt a funkciót átvette az RS-485.

Az RS-485 bizonyos értelemben az RS-232 interfész fejlesztése. Ez egy kommunikációs rendszer, amelyben ugyanazon a buszon több eszköz is kommunikálhat. Gyorsabb, mint a fent említett interfész, és jobban ellenáll az interferenciának is. Az RS-485 35Mbit/s sebességgel képes működni 10 méteres távolságon, de az igényektől függően egyetlen kábel akár 1200 méter hosszú is lehet. Ezután az adatsebesség 100 Kbit/s-ra csökken, ami még mindig többszöröse, mint az RS-232 esetében. Ezenkívül az RS-485 használatával akár 32 eszköz is csatlakoztatható. Ezek a számok (mind a szakaszok hossza, mind a csatlakoztatott eszközök száma tekintetében) növelhetők.

Az átjátszó lehetővé teszi további eszközök csatlakoztatását egyetlen csatornán, vagy további 1200 méterrel növelheti az egyes eszközök közötti távolságot.

Az RS-232-től eltérően az RS-485 differenciál feszültséget használ, amely lehetővé teszi, hogy nagyobb távolságokon működjön, mint az egyszerűbb RS-232 interfész. Bármely + 200mV alatti feszültségkülönbséget logikai 1-ként, és minden -200mV alatti feszültségkülönbséget logikai 0-ként ismer fel.

D-sub csatlakozók ipari alkalmazása

Mivel sok esetben az RS-232 vagy RS-485 alapú hálózatok továbbra is ellátják a feladatukat, a vállalatok még mindig D-sub csatlakozókat használnak. Sok régebbi gép és berendezés nem támogatja az Ethernet vezérlést, de továbbra is teljesen működőképesek és a tervezett célra alkalmasak. Tehát ami tökéletesen működik, azt nem kell újjáépíteni.

A Modbus RTU hálózatokon kívül a Profibus DP hálózatokban R-232 és RS-485 csatlakozókat, azaz D-sub csatlakozókat használnak. Mindkét esetben az RS-485 interfész használata hasonló.

A D-sub csatlakozók mindenütt használhatók, ahol a berendezés nem igényel komplex parancsokat. Kiváló példa erre a szelepsziget vezérlés. Ebben az esetben a tű magas állapota felelős az egyik tekercs aktiválásáért.

A D-Sub csatlakozó megkülönböztető jellemzője a dugó mindkét oldalán megtalálható csavar. Segítenek a dugó megfelelő rögzítésében az aljzatban, de védenek a véletlen kihúzás ellen is. Ez az egyik oka annak, hogy a D-sub csatlakozók még mindig gyakoriak a vasúti iparban. Az a tény, hogy a csatlakozást csavarokkal rögzítik, csökkenti annak kockázatát, hogy a kábel meglazuljon a rezgés miatt. Amikor egy mozgó vonatról beszélünk, tagadhatatlan, hogy a rezgések nem kicsik, és szélsőséges esetekben valóban a dugók meglazulását okozhatják, ami korántsem jó dolog. Különösen akkor, ha olyan iparágról van szó, ahol a hibák vasúti katasztrófához vezethetnek.

A legnépszerűbb, ugyanakkor már elavult D-sub csatlakozó alkalmazás a klasszikus VGA csatlakozó, amelyet monitorok csatlakoztatására használnak. Eleinte DVI-re cserélték ezeket, de idővel a HDMI lett a leggyakoribb megoldás a számítógép monitorjának a számítógéphez történő csatlakoztatásához.

A D-sub ipari csatlakozók jövője

A fejlődés elengedhetetlen, és az ipari innováció kiemelkedő fontosságú. Aligha mondható el, hogy a sodrott érpárú kommunikáció kevesebb lenne a D-Sub csatlakozókat használó évtizedes vagy régebbi protokolloknál. Meg kell azonban jegyezni, hogy az ipari szektorban a forradalmak sokkal lassabban mennek végbe, mint ahogy azt elsőre gondolnánk. Az innováció gyakran nagyon magas költségekkel és bizonyos kockázattal jár, amelyet nem minden vállalat engedhet meg magának. A technológiai változások a munka szervezésének és az építési infrastruktúrának a módosítását is kikényszerítik. Az évek múlása ellenére sok eszköz még mindig elavult technológiákat alkalmaz, emellett pedig még mindig készülnek új eszközök, amelyek D-sub csatlakozókat használnak. Ez lehetővé teszi, hogy a hálózatba évekkel ezelőtt bekerült elemeket könnyedén kicserélje újakra, például egy sodrott párra, anélkül, hogy módosítania kellene a kommunikációs módszert.

A cikk forrása:

www.tme.eu

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek