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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Industrie: RS232 / 40 Teilnehmer / ca.50m / EMV / PIC


Autor: Michael Schlusen (humberto)
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Hallo Zusammen,

ich erstelle grade ein Bussystem, was mit MFC vom PC gesteuert werden 
wird für diverse Testvorrichtungen für Motoren (max 2A). Die Motoren 
werden später unabhängige Tests bezüglich deren Deren drehverhalten 
durchlaufen (dt>1sekunde).

Meine Busteilnehmer bestehen aus 20 Sensoren mit Drehgeber, die per 
PIC18F1320 angesprochen und frequentiert angesprochen werden 
(Adresse=6er-DIP-Schalterposition).
Zusätzlichen befinden sich auf 2 I/O-Karten jeweils 10 triviale 
Platinen, die jeweils mit dem gleichen µC per Stromwandler 
Stromaufnahme, Relaissteuerung, Spgsmessung etc. vornhemen.

Da ich meine somit insgesamt 40 Teilnehmer einzeln adressieren kann und 
diese mir einen Informationen-STRING zusenden kann bei unahbängigen 
Testmodi ein vielleicht nicht zu unterschätzender Datenvolumen 
entstehen.

Dieses gesamte Konklomorat wir in einer Industriellen Umgebung aufgebaut 
und per COM/USB von einem Rechner gesteuert.

Ich hoffe, dass mit teueren, abgeschirmten Kablen und ca 115kbaud keine 
Probleme bezüglich des Datenvolumens und Kabellänge auftreten wird.

FRAGE:
Hat jemand etwa diverse Erfahrungen in solch einem Anwendungsgebiet 
gesammelt? Gibt es eine zuverlässige Informatoinsquelle, die mal RS232 
auf "Herz&Niere" getestet hat? - Mit Eurer Hilfe könnte ich mir eine 
Menge evtl. Probleme ersparen ;-)

Schon mal vielen Dank für Euere Zeit!!!

Danke&Gruß

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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Indistrielle Anwendung schreit förmlich nach einer differenttiellen 
Übertragungsmethode.
Sofern du nur auf die Microchip-Controller festgelegt bist, würde ich 
einen PIC mit CAN-Schnittstelle vorschlagen (welchen, weiß ich nicht, da 
nicht mein Lieblingscontroller...).

Die RS232 ist eh nur auf 15m spezifiziert, wobei die mögliche Datenrate 
mit der Kabelläange abnimmt.
Weiterhin ist die RS232 eh nicht als Bus ausgelegt, sondern nur für 
Punkt-zu-Punkt-Verbindungen gedacht.

Autor: Willivonbienemaya .. (willivonbienemaya)
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CAN wäre hier angebracht.
Was hast du für Kabellängen?
Nimm wenigstens RS-485. Das ist quasi RS232 nur differentiell und als 
Bus.

Autor: Michael Schlusen (humberto)
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Der Aufwand mit dem CAN-Bus wäre für dieses Provisorium glaube ich nicht 
gerecht. Dann müsste man sich nen passenden ID und umfangreiches 
Protokoll ausdenken ... uiuiui.
Die Sensorik ist schon für RS232 ausgelegt ist. Gibt es denn vielleicht 
besonders EMV-abgeschirmte 232-Kabel? Wer ist denn der DIN-Mensch für 
RS232 bzw. wo kann man die genauen Spezifikationen und Anforderungen 
dafür nachlesen.

Autor: DOcean (Gast)
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z.B.
http://de.wikipedia.org/wiki/Rs232#Leitungsl.C3.A4...

115200 Baud -> Leitung kleiner 2m ....

Vergiss es das mit rs232 zu machen...

PS:
in Links sollten auch Links sein zu den Dokumenten

Autor: Willivonbienemaya .. (willivonbienemaya)
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Michael Schlusen wrote:
> Der Aufwand mit dem CAN-Bus wäre für dieses Provisorium glaube ich nicht
> gerecht. Dann müsste man sich nen passenden ID und umfangreiches
> Protokoll ausdenken ... uiuiui.

ok, dann kannst du immer noch RS485 nehmen.

> Die Sensorik ist schon für RS232 ausgelegt ist. Gibt es denn vielleicht
> besonders EMV-abgeschirmte 232-Kabel? Wer ist denn der DIN-Mensch für
> RS232 bzw. wo kann man die genauen Spezifikationen und Anforderungen
> dafür nachlesen.

Gleichtaktstörungen sind meistens das Problem in der Industrieumgebung. 
Ich würde RS485 und ein CAN Kabel nehmen.

Autor: Willivonbienemaya .. (willivonbienemaya)
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DOcean wrote:
> 115200 Baud -> Leitung kleiner 2m ....
>
> Vergiss es das mit rs232 zu machen...

Genau. bei RS485 hast du Treiber dazwischen, dann funktioniert das.

Autor: Michael Schlusen (humberto)
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Die Sensoren sind mit jeweils mit 1m Kabeln verbunden und gehen mit 2m 
vom letzten Teilnehmer zu einem Schaltschrank mit einer I/O-Karte, die 
wiederum einen anderen Prüfstand anspricht. Auf dieser IO-Karte sind 10 
weiter Teilnehmer auf dem PCB.
Von diesem zweiten Prüfstand gehts auf den PC-Com-Port.
das längste Stück ist die Verbindung zwischen den Prüfständen mit 5m.
Bis jetzt läuft das System stabil nund zuverlässig. Es wird aber später 
erweitert.
Werden nicht etwaige EMV-Stöungen über die Masse der SUB-D Stecker 
abgeleitet, und somit das Signal von Teilnehmer zu Teilnhemer wieder 
"gesäubert"

Autor: Michael Schlusen (humberto)
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---Ich würde RS485 und ein CAN Kabel nehmen.---

-> Das wäre auch eine Möglichkeit ... an diese Version habe ich noch gar 
nicht gedacht!!

Autor: Michael Schlusen (humberto)
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@DOcean


besten Dank für die Infos ... EIA-232 = RS232 ... ah!

Autor: Troganist (Gast)
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> Der Aufwand mit dem CAN-Bus wäre für dieses Provisorium glaube ich nicht
> gerecht.

Dem stimme ich voll zu!

Wenn Du statt RS232 besser RS485 oder RS422 nimmst und die 
Schnittstellen zudem noch optoentkoppelt sind, dann sollte eine Baudrate 
von 115,2 kBaud bei mehreren 100 Meter Leitungslänge kein Problem sein. 
Beachte bitte, dass nur etwa 30 Teilnehmer gleichzeitig an eine Leitung 
angeschlossen werden dürfen. Auch dürfen die Abschlußwiderstände nicht 
fehlen.

Wir machen so etwas ständig, auch in stark gestörten Umgebungen.

Solltest Du weiter auf RS232 setzen, dann achte bitte auf die limitierte 
Leitungslänge und die relativ geringe Störsicherheit. Dieses System ist 
eher für den Bürobereich geeignet.

Auch sollte beachtet werden, dass CAN für die Automobilindustrie mit 
typisch 2 Meter Leitungslänge und einer soliden Masse entwickelt wurde. 
Man merkt das den einzelnen Komponenten häufig noch an. Unsere Systeme 
würden mit CAN nicht funktionieren, da uns sowohl die Störsicherheit, 
als auch das mögliche übertragbare Datenvolumen bei gegebener Baudrate 
nicht ausreicht.

Autor: Michael Schlusen (humberto)
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....vielen Dank für die vielen Infos!

Die ersten Systemkomponenten laufen bisher (noch) störungsfrei - werde 
aber auf langer Sicht auf RS485 mit max 30-32 Teiln. umbauen.

Das bestehende System muss leider weiterlaufen und werde das max. 
längste Kabel von 5m gegen ein CAP-5 auswechseln und die anderen 
ebenfalls gegen teuere, isolierte (0,5m) auswechseln.

folgende Fragen hätte ich aber noch:

1. werdeb EMV-Enflüsse nicht bei jedem neuen Teinehmer wegen der GND
   abgeleitet bzw. aus dem Signal genommen?

2. Kann bei jedem Teilnehmer nicht eine Art Filter integriert werden, 
der
   evtl. Störungen "rausnimmt"?

3. Die Problematik bezüglich der Kabellänge stellt sich doch nur in 
einem
   durchgehenden Kabel (Leitungskapazität) ... sobald ein neuer 
Teilnehmer
   dazwischen liegt wäre die Kapazität doch 
unterbrochen/kurzgeschlossen!?


Danke & Gruiß

Autor: Arc Net (arc)
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Ein paar Ergänzungen:
Die Anzahl der Teilnehmer kann - bei Wahl des Transceivers - auch 
durchaus 128 oder 256 betragen z.B. LTC1487, ADM3072E u.a.
Diese Transceiver begrenzen dazu noch die Anstiegsraten des Signals 
(EMI).
Die Abschlusswiderstände bzw. die Probleme mit mehrfacher Terminierung 
kann man u.U. umgehen indem man Schottky-Diode zur Terminierung 
verwendet (http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/an_pk/1090).

Autor: Gast (Gast)
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>Auch sollte beachtet werden, dass CAN für die Automobilindustrie mit
>typisch 2 Meter Leitungslänge und einer soliden Masse entwickelt wurde.
>Man merkt das den einzelnen Komponenten häufig noch an. Unsere Systeme
>würden mit CAN nicht funktionieren, da uns sowohl die Störsicherheit,
>als auch das mögliche übertragbare Datenvolumen bei gegebener Baudrate
>nicht ausreicht.

Schau mal bei http://www.can-cia.org/ nach CAN Open bzw. Devicenet. Dass 
die Komponeten aus dem Automobilbereich nicht 1 zu 1 in industrieller 
Umgebung eingesetzt werden sollte doch klar sein.

Autor: Troganist (Gast)
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> folgende Fragen hätte ich aber noch:

> 1. werdeb EMV-Enflüsse nicht bei jedem neuen Teinehmer wegen der GND
>    abgeleitet bzw. aus dem Signal genommen?

Es gibt eine ganze Anzahl von Störmechanismen die Dein Signal 
beeinflussen können. So können sich zum Beispiel kapazitiv ein Signal 
zwischen Deine Signalleitungen eingekoppelt werden oder induktiv wird 
ein Strom auf eine Signalleitung induziert, der sich (über einen 
Widerstand) als Spannung zu Deinem Signal addiert. Beide Störungen 
können einfach den Signalzustand invertieren, sind vom Nutzsignal 
elektrisch nicht zu unterscheiden und sind nicht ableitbar.

> 2. Kann bei jedem Teilnehmer nicht eine Art Filter integriert werden,
>    der evtl. Störungen "rausnimmt"?

Auch Filter können nur Störsignalanteile entfernen die gut vom 
Nutzsignal zu trennen sind.

> 3. Die Problematik bezüglich der Kabellänge stellt sich doch nur in
>    einem durchgehenden Kabel (Leitungskapazität) ... sobald ein neuer
>    Teilnehmer dazwischen liegt wäre die Kapazität doch
>    unterbrochen/kurzgeschlossen!?

Nein.

Du kannst zum korrekten Aufbau von Leitungsnetzen sehr viele gute Seiten 
im Internet finden. Auch bieten Hersteller oft gute 
Applikationshinweise. Es lohnt sich ein bisschen zu wühlen und sich so 
langsam ein Gespür für den korrekten Aufbau anzueignen. Sehr häufig sind 
Störer in der Praxis garnicht so einfach zu identifizieren. Da hilft 
dann nur eine gute Portion Intention.

Autor: Troganist (Gast)
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> Schau mal bei http://www.can-cia.org/ nach CAN Open bzw. Devicenet. Dass
> die Komponeten aus dem Automobilbereich nicht 1 zu 1 in industrieller
> Umgebung eingesetzt werden sollte doch klar sein.

Leider nein - viele Möchtegernexperten stolpern hier immer wieder über 
die Spezifikationen. Aber auch so manche Bauteilespezifikation ist 
offensichtlich mittels wunschoptimierter Glaskugel definiert worden.

Autor: Winfried (Gast)
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Wichtig auch: EM-Störungen sind sehr komplex und vielfältig, es gibt 
nicht irgendwelche einfachen Regeln oder Maßnahmen, mit denen man die 
vollständig weg macht. Es geht also nicht nach dem Motto: "Wenn ich dort 
ein geschirmtes Kabel nehme, müssten doch alle Störungen weg sein..."

Stell es dir lieber wie eine schlimme Seuche vor, die man durch viele 
Maßnahmen und ganz viel Know-How irgendwie halbwegs in den Griff 
bekommen muss.

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