Sebbene lo standard RS-232 sia molto datato, alcune sue caratteristiche lo rendono ancora adatto ad un utilizzo in determinate applicazioni industriali. Per aumentare le distanze alle quali viene portato il segnale (altrimenti limitato a 15 metri) è necessario l'utilizzo di speciali adattatori/convertitori, ad esempio verso linee RS-485. Mediante questi dispositivi la lunghezza della linea può superare i 1000 metri.
Nello scegliere il dispositivo più adatto, una caratteristica importante da considerare, specialmente in ambiente industriale, è l'isolamento elettrico che il convertitore dovrebbe offrire. In genere l'immunità ai disturbi è buona e le frequenze raggiungibili discrete (superiori a 19200 bit/s, in generale dipendono dalle frequenze di lavoro).
Dal punto di vista digitale è importante determinare il metodo per l'inversione della comunicazione. E' possibile operare tramite segnale logico (sarebbe da preferirsi ma spesso crea problemi dovuti al non sincronismo dei segnali) oppure per via hardware. Quest'ultima soluzione è robusta ma rende difficile la variazione della frequenza di lavoro.
Questi comnvertitori sono spesso impiegati in applicazioni master-slave e nelle reti Modbus.
Convertitori RS-232 RS-485
Master Slave
In questa tecnica, solamente un dispositivo (il master) può iniziare la comunicazione.
La sequenza inizia con la trasmissione, da parte del master, di un comando o di una richiesta sul bus.
Il comando contiene l'identificativo del dispositivo al quale è stata inviata la comunicazione e perciò, nonostante la trasmissione venga ricevuta da tutti i dispositivi connessi alla rete, solamente quello interessato risponderà.
La risposta consiste nell'eseguire l'appropriata azione, fornendo i dati richiesti dal master o informando il master che la richiesta non può venire soddisfatta.
Gli slaves trasmettono sulla rete solo quando richiesto dal master.
La tecnica non prevede che gli slaves trasmettano messaggi non sollecitati dal master.
Modbus - Generalità
Modbus è essenzialmente un protocollo di comunicazioni. Sviluppato dalla Modicon (adesso Schneider Automation), era stato inizialmente impiegato come standard di comunicazione proprietario per i propri PLC. Nel tempo l'azienda ha mantenuto le specifiche di protocollo, in modo autonomo rispetto ad associazioni o organizzazioni professionali.
Il protocollo definisce la struttura e il formato dei messaggi e determina la modalità di risposta di un dispositivo slave quando viene interrogato dal dispositivo master. La standardizzazione di questi elementi determina l'interscambiabilità tra dispositivi di diversi produttori senza la necessità di utilizzare specifici drivers software.Il metodo di comunicazione utilizzato è master/slave. Le tecnologie di trasmissione utilizzate sono RS232 - RS422 - RS 485.
La tecnologia utilizzata definisce la piedinatura del connettore, il cablaggio e il livello dei segnali. La velocità di trasmissione e gli altri parametri come la lunghezza massima della linea dipendono dall'interfaccia seriale utilizzata.
Profibus - Generalità
Profibus è un sistema di comunicazioni aperto con un grande numero di applicazioni, particolarmente nei settori della automazione di fabbrica e nell'automazione di processo.
Le comunicazioni avvengono in modo digitale e il sistema è adatto sia alla trasmissione di un elevato numero di dati che agli impieghi real-time.
La tecnologia è stata inizialmente proposta dalla Siemens con lo scopo di connettere i dispositivi di campo (sensori e attuatori) ai controllori. Il progetto originale aveva lo scopo di fornire ad un sistema PLC un sistema gerarchico di comunicazioni basato su una famiglia di protocolli. Gli impieghi iniziali erano limitati all'automazione di impianti produttivi per produzioni non di processo (ad esempio in linee di impacchettamento) e in sistemi di controllo elementari. Solo successivamente l'architettura è stata estesa a impieghi di automazione di processo.
Nell'intento di soddisfare il grande numero di applicazioni, Profibus è composto da quattro distinti protocolli: Profibus FMS, Profibus DP, Profibus PA e Profibus PAE. Oltre a questi, ci sono altri protocolli proprietari utilizzati dalla Siemens e dei quali è necessario tener conto sia al momento del progetto che nel momento della fornitura del sistema o del sottosistema.
Lunghezza del fieldbus RS 485
Quanto può essere la lunghezza del fieldbus RS 485 per una corretta comunicazione?
Innanzitutto dipende dalla frequenza con la quale avviene la comunicazione.
In secondo luogo la lunghezza per un buon segnale RS 485 può essere limitata dalla caduta di tensione sui conduttori.
Per frequenze basse come 9600 kb/s si può arrivare senza problemi a 1000 metri. Per frequenze superiori la lunghezza massima diminuisce in proporzione con l'aumento della frequenza.
Per lunghezze maggiori di 100 metri è sempre consigliabile adattare la linea. Per frequenze elevate la linea deve essere adattata anche per distanze inferiori.
Per distanze elevate è sempre necessario verificare le cadute di tensione sulla linea fieldbus.
