Защита от помех в линиях связи

Нo eсли в двуxпрoвoднoм aдрeснoм шлeйфe aмплитудa пoлeзнoгo сигнaлa сoстaвляeт 20-30 В — этo нaмнoгo нaдeжнee, чeм 1-2 В нa линияx RS-485. Чeм бoльшe сoпрoтивлeниe, тeм бoльшe будeт aмплитудa пoмex. Мeньшe скoрoсть — вышe пoмexoустoйчивoсть С другoй стoрoны, сущeствeннo, кaкoвa aмплитудa пoлeзнoгo сигнaлa и кaкoвo эффeктивнoe сoпрoтивлeниe линии. Цифрoвыe линии нe стoль пoдвeржeны влиянию пoмex, xoтя двуxпрoвoдный aдрeсный шлeйф, пo кoтoрoму пoдaeтся питaниe aдрeсныx устрoйств и пeрeдaются дaнныe, кoнeчнo, бoлee чувствитeлeн к пoмexaм, чeм 4-прoвoдный, с рaздeльными линиями дaнныx и питaния.
Кaбeли сo слишкoм высoким сoпрoтивлeниeм и пoгoннoй емкостью ослабляют полезный сигнал, что обуславливает повышенную чувствительность к помехам, даже небольшим. Обратите внимание, экранированный кабель имеет повышенную погонную емкость. Во-первых, витая пара с редким повивом не обеспечивает симметричного влияния помех на оба провода и тем самым увеличивает амплитуду помех. Участки слева и справа от устройства гальванической развязки мы должны считать разными линиями и независимо заземлить на корпус самого важного прибора на каждом участке. Не экономьте на кабеле! Кстати, низкокачественные кабели сами по себе не приводят к возникновению помех, но могут сильно ухудшить ситуацию. Это, между прочим, и является самой распространенной проблемой с линиями RS-485. Аналоговые и цифровые линии Убедитесь, что его применение допустимо для конкретной системы на конкретной длине линии. Не экономьте на кабеле — чем сложнее система, тем сложнее могут оказаться поиски источников помех.
Многие системы стабильно работают в дежурном режиме, но крайне болезненно относятся к нестандартным ситуациям. На старте Одной из таких ситуаций является включение питания.
Двойное преобразование энергии практически полностью очищает линию питания от посторонних помех (правда, может добавить свои помехи). Как влияет кабель Как бороться с помехами от питания? Помимо помех от линий связи, значительное число помех возникает от линий питания. Особенно это относится к устройствам совершенно разных категорий из разных подсистем. Однако, несмотря на проводимую сертифицирующими органами жесткую проверку всех электропотребителей на создание помех (это шутка), устройства одного производителя могут создать помехи, слишком большие для устройств другого производителя. Во-первых, питать разные устройства от разных линий 220 В. Однако современные устройства, питающиеся от сети, как правило, имеют высокочастотные электронные преобразователи, работающие на частоте от единиц килогерц до десятков мегагерц. Питайте их от разных линий и разделяйте между собой фильтрами по цепи питания. Большинство прочих аналоговых сигнальных линий предполагают усреднение за время, кратное 20 мс, — также для борьбы с этой всепроникающей помехой. Ни в коем случае не допускать питания ваших “нежных* устройств систем безопасности от обычной розетки, куда включены и электрочайники, и компьютеры.
Такие ситуации довольно легко смоделировать и потому следует проверять при завершении пусконаладки системы. Особенно тяжелые ситуации происходят при обрыве магистральных линий связи или выходе из строя некоторых элементов центрального оборудования. При этом некоторые устройства могут опять уйти в сброс, и такая последовательность будет продолжаться некоторое время, пока постепенно все не успокоится. Еще хуже тот факт, что перегрузка при старте может быть не только по питанию, но и по линиям данных. Но если в уже работающей системе кратковременно отключить питание, при одновременном старте всех устройств сразу она может не включиться обратно или даже сжечь предохранители. Особенно опасна ситуация, складывающаяся в системе постепенно. Одновременный старт и инициализация множества устройств, особенно разных подсистем разных производителей, вполне в состоянии существенно перегрузить линии связи, что в некоторых случаях приведет к самоблокировке системы — она никогда не сможет заработать без вмешательства оператора. Общая рекомендация — проектировать сеть Ethernet как минимум на порядок более производительной, чем кажется необходимым по расчетам. Перегрузка блоков питания на старте — обычное дело. Вторая рекомендация — по возможности вручную настраивать задержки инициализации различных систем после включения питания. Одновременно множество алгоритмов переходят на аварийный режим и нередко “на всякий случай” еще и начинают резервировать свои данные. Разные устройства по мере монтажа постепенно включаются в работу, и все идет замечательно. 3 рекомендации для крупной ИСБ

Переходная емкость между проводами на длине 100 м составляет несколько нанофарад. Использование нескольких пар в многопарном кабеле для разных целей иногда допустимо, но чаще приводит к проблемам. Даже при низкоомных нагрузках сигнальных линий (как в случае с видеосигналом и популярным RS-485) перекрестная помеха составит около 10% сигнала, что совершенно недопустимо на аналоговых линиях типа НЧ-видео. Источник № 4 — линии питания
Смешение в одном кабеле тока питания и измерительного сигнального тока при простейшем алгоритме определения наличия сигнала означает высокую чувствительность к помехам, особенно если имеется нестабильность токов питания извещателей, а нередко встречается еще и превышение допустимого суммарного тока питания. В целом, классические неадресные шлейфы не следует делать очень длинными. Нюансы адресных шлейфов Особенно подвержены помехам двухпроводные шлейфы с питаемыми по шлейфу извещателями (а это почти все традиционные неадресные пожарные извещатели). По возможности следует разносить по зданию устройства, связанные цифровыми линиями (типа RS-485 или адресным шлейфом), а по сути своей аналоговые неадресные шлейфы лучше тянуть на минимально необходимое расстояние.
Если же все периферийные устройства подключены к одному адресному шлейфу, контроллеры связаны между собой одной линией RS-485 или Ethernet и программа управления также одна — взаимные помехи между подсистемами если и возникнут, то будут легко прогнозируемыми и учитываемыми. A.M. Омельянчук, начальник КБ компании “Сигма ИС” Однако можно дать и общую рекомендацию: чем ниже (глубже) уровень интеграции, тем меньше будет проблем. В целом чем больше размер интегрированной системы, тем труднее предсказать особенности ее поведения, тем опаснее даже небольшие отклонения от проектного функционирования. Сходная система, собранная из 2-3 систем высокой интеграции, ведет себя намного более предсказуемо. Если на объекте пожарная сигнализация, охранная, контроль доступа, инженерные системы, видеонаблюдение — все имеет собственную сеть RS-48S управления, собственную кабельную сеть и объединено только на самом верхнем уровне с помощью взаимосвязей между несколькими программами разных производителей — проблем будет много.
Взято с http://www.os-info.ru
В частности, при фактическом заземлении (соединении с землей) земляного провода в двух местах. Если кто забыл, вкратце напомню — земляная петля возникает при соединении двух “земляных” проводов в двух местах. Особенно хорошо известно влияние земляных петель в аналоговых видеосистемах — там даже незначительное проникновение соседнего канала в видеосигнал бросается в глаза. Каково происхождение помех в линиях связи? Источник № 2 — нет общего провода Как бороться с земляными петлями? В интегрированных системах значительно чаще возникают помехи в линиях связи. Проблема в том, что обратные токи от различных устройств (систем) смешиваются и начинают течь по чужим проводам.
Помехи приведут не только к низкой точности стабилизации температуры, но и к повышенной частоте включений/отключений мощных устройств (моторов), что отрицательно скажется на их сроке службы. Влияние помех различно на аналоговых и цифровых линиях. Конечно, наиболее очевидно влияние помех на НЧ-видеосигнал. Второй пример аналоговых сигналов — датчики температуры и т.д. Однако в большинстве случаев шлейф также контролируется на обрыв и короткое замыкание, а если в шлейфе различается более одной тревоги (например, в двухпороговых пожарных ППК различаются пожар-1 и пожар-2,а в некоторых охранных ППК реализовано “удвоение шлейфа”, то есть различение извещателей с разными балластными резисторами), то в результате в шлейфе необходимо выделять почти 10 разных уровней сигнала, причем некоторые пороги довольно близки между собой и даже небольшая помеха может сильно сказаться на достоверности данных. К аналоговым цепям относятся многие периметровые кабельные датчики вибрации. Проблема неадресных шлейфов Помехи на экране, даже небольшие, сильно раздражают оператора. В случае цифровой линии помеха должна лишь не быть сопоставимой с разницей уровней разных цифровых сигналов, и тогда ее можно игнорировать. в системах кондиционирования и вентиляции.
Источник № 3 — линии связи Если каждое устройство имеет собственный блок питания от 220 В, то больше никаких проводов между устройствами вроде бы и не нужно. Кстати, нередко источником проблем является обратная ситуация — полное отсутствие выравнивающего общего провода между двумя устройствами. В таком случае (если экран является единственным проводом, соединяющим клемму “общий” у двух устройств) экран должен подключаться с двух сторон линии (то есть на всех устройствах системы). Нередко таким проводом является общий провод общего блока питания. А если “опорные потенциалы” ваших устройств не соединены между собой, разность потенциалов между этими точками (и соответственно напряжение между сигнальной линией и “общим”) будет непредсказуемо определяться утечками, паразитными связями и др. Данные (тот же RS-485) и даже аналоговые видеосигналы нередко передаются по симметричной линии (витой паре). Однако следует помнить, что, хотя полезный сигнал в симметричной линии дифференциальный (между проводами), существуют весьма жесткие ограничения на синфазную составляющую (между любым проводом и общим проводом питания). Дифференциальные сигналы не очень чувствительны к таким помехам, но если синфазная помеха превышает допустимый порог (между прочим, всего 7В для RS-485), линия связи резко перестает работать.
Перегрузка В целом, чем проще (медленнее) линия передачи данных, тем менее она чувствительна к помехам, но только в случае, если оборудование предназначено для такой скорости.
Опубликовано в журнале “Системы безопасности” №3-2011

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.