Основа автоматики, независимо от того, домашняя она или промышленная, заключается в обеспечении связи между отдельными приборами. На данный момент широко распространены и пользуются большим спросом беспроводные соединения, которые к тому же стремительно развиваются. При этом изделия достаточно чувствительны к различного рода помехам и им присуща некоторая задержка передачи сигнала. Из-за этого, чаще всего, они являются неотъемлемой частью системы интеллектуального дома, реже их можно встретить в промышленности.
Появление новых технологий стало основной причиной изменения ожиданий касательно обеспечения связи между применяемыми в промышленности оборудованием. Большой популярностью на сегодняшний день пользуются кабеля Ethernet, посредством которых организовывается связь между разными частями сети. Большим их преимуществом является то, что кабеля способны гарантировать скоростную передачу данных (до 40гигабит в сек). Это позволяет осуществлять сложную передачу между ПК и исполнительными устройствами.
До момента, когда витая пара была признана важным элементом и получила своё почётное место в промышленной отрасли, главными в конструкции были элементы, созданные на основе разъёмов D-Sub.
Разъёмы D-Sub — это огромное и разнообразное семейство, которые применяются для организации связи. По форме разъём очень поход на букву «D», поэтому она и присутствует в самом названии. Типов разъёмов D-Sub очень много. Они могут иметь и девять контактов и 104.
Несмотря на то, что про разъёмы D-Sub узнали ещё в 1950-м году, они применяются и по сегодняшний день. Основная причина заключается в том, что сегодня всё также применяют устройства, изготовленные в прошлом веке, когда данные элементы были их неотъемлемой частью, ведь были широко распространены.
Нашли своё место разъёмы D-Sub в интерфейсах RS-232 и RS-485. В данный способ становится возможным построить разветвлённые сети связи, которые применяются в промышленных цехах.
Что касается интерфейса RS-232, то его предназначение заключалось в обеспечении подключения конечных приборов и разнообразных периферийных устройств к ПК. Подключение модема к ПК также выполнялось с его помощью. В бытовом использовании более популярными стали USB-разъёмы и Ethernet (широко используемые и сегодня), которые и вытеснили данный интерфейс с данного направления.
Связь D-Sub с интерфейсами RS-232 и RS-485
При этом RS-232 всё так же может быть использован в промышленности и даже очень успешно там, где его не заменили витой парой. А именно это касается процесса, предназначенного для обеспечения связи между ПК и модулями ПЛК / панелями HMI.
К недостаткам данного интерфейса можно отнести то, что при передаче сигнала напряжение от -3 до -15 В представляют собой логическую «1», а от 3 до 15В «0». Напряжение от минус 3 до 3 В не используются, практическое применение данного интерфейса возможно при max длине в пятнадцать метров и скоростью 20 Кбит/с.
Применение длинных кабелей может стать причиной существенного падения напряжения, что заметно снижает эффективность передачи сигнала и подключения к устройству.
Первоначальное и основное предназначение RS-232 заключалось в использовании для протокола Modbus, но позже был осуществлен переход на RS-485, который стал более расширенным вариантом предыдущего.
Посредством использования RS-485 осуществляется передача данных в виде шины между несколькими устройствами. По скорости он больше предыдущего, а также более устойчив к помехам. Длина, на которой работает данный интерфейс, составляет до 10 метров, скорость при этом составляет 35 Мбит/с, но при необходимости, его функционирование возможно при длине одного кабеля в 1200 метров. Стоит быть готовым в данном случае к тому, что скорость передачи снизится до 100 Кбит/с, но даже этот показатель будет в несколько раз больше, чем в случае с RS-232.
Практическое применение протокола RS-485 предоставляет пользователю подключить до 32 приборов. Но при этом данное число может быть значительно увеличено, как по длине секций, так и по количеству подключаемых приборов. Наличие репитера обеспечивает возможность подключения дополнительных приборов, которые функционируют на единой линии. Также можно увеличить расстояние, разделяющее отдельные устройства дополнительно на 1200 метров.
Если сравнивать RS-485 с 232 интерфейсом, то первый применяет в своей работе дифференциальное напряжение, что обеспечивает продуктивную работу на расстояниях значительного размера. Интерфейс 232 считается более простым, поэтому на такое он не способен. Значение логической «1» для RS-485 меньше -200 мВ, а появление логического «0» можно ожидать при достижении показателя выше +200 мВ.
Промышленное применение разъёмов D-Sub
На сегодняшний день основная причина применения на предприятиях разъёмов D-Sub заключается в том, их сеть всё так же выполняет возложенные на неё задачи на основе интерфейсов RS-485 и 232. Ведь в процессе того или иного производства непосредственное участие принимают машины и оборудование старого образца, которые все еще достаточно эффективно выполняют возложенные на них задачи, но их управление не может осуществляться через Ethernet. Поэтому нет необходимости перестраивать то, что и так отлично работает.
Разъёмы D-Sub обеспечивают работу не только сетей Modbus RTU, но и, например, Profibus DP. Для обоих вариантов работа протокола RS-485 выглядит одинакова.
Нередко разъёмы D-Sub можно встретить именно там, где не нужно осуществлять передачу сложных команд. Отличным примером такого применения является управление клапанным островом. В данной ситуации высокое состояние на контакте вилки регулирует одна из имеющихся катушек.
Отличительной особенностью таких разъёмов является оснащение их болтами с двух сторон вилки. С их помощью получается правильно выполнить монтаж вилки в розетке, кроме того они выполняют и защитную функцию, а именно от резкого выдёргивания вилки с розетки. Это одна из основных причин, по которой разъёмы D-Sub достаточно популярны в железнодорожной промышленности.
Именно то, что соединение закрепляется при помощи болтов, минимизирует риск отсоединения кабеля по причине внешнего влияния вибрации на соединение. А если рассматривать ситуацию с движущимся поездом, то смело можно говорить о значительных вибрациях, которые могут стать основной причиной расшатывания и последующего выпадения из разъема вилок. Вообще к отрасли, в которой ошибки, связанные с управлением, могут стать причиной катастрофы наземного транспорта стоит подходить со всей ответственностью.
Разъём VGA – классическое, популярное, но уже устаревшее применение разъёмов D-Sub, который используется для подсоединения мониторов. Первым, кто вытеснил разъём VGA, стало гнездо DVI, но через некоторое время самым распространённым вариантом, который использовался для подключения монитора к ПК, стал разъем HDMI.
Что ждёт разъёмы D-Sub в промышленности?
Прогресс не остановить, ведь без внедрения тех или иных инноваций в промышленность ни о каком развитии не приходится говорить.
Говорить о том, что организация связи по витой паре хуже в сравнении с применением протоколов достаточно трудно, ведь их используют на практике уже много десятков лет.
Что касается прогресса в промышленной сфере, то на самом деле он происходит не так быстро, как это может показаться на первый взгляд. Основная причина в том, что любая революция и внедрение инновации — достаточно затратный финансовый процесс, который к тому же влечёт за собой определенный некоторый риск, на что пойти может далеко не каждое предприятие.
Результатом любых технологических новаций могут повлечь за собой необходимость изменения инфраструктуры здания или организации рабочего процесса. Поэтому применение на практике достаточно устаревших устройств на сегодняшний день всё так же актуально. Кроме этого, возможно для кого-то это станет удивлением, но на сегодняшний день изготавливаются устройства, связь с которыми организовывается посредством разъёмов D-Sub. Это отличная возможность для тех пользователей, у которых возникает необходимость заменить старый вышедший из строя элемент на новый, при это в изменении способа связи нет необходимости (на витую пару, например).
DHP9-37M D-Sub; PIN: 37; гнездо; "папа"; угловой 90°; THT; UNC4-40; -55÷105°C
DE09-PQ-SB4 D-Sub; PIN: 9; гнездо; "папа"; стандарт 14,1мм; Фиксация: винтами
DE09-SQ-SB4 D-Sub; PIN: 9; гнездо; "мама"; угловой 90°; THT; UNC4-40; 5А; 20мОм
