Môžu konektory D-Sub stále konkurovať HDMI alebo USB?
- Konektory D-Sub a rozhrania RS-232 a RS-485
- Použitie konektorov D-Sub v priemysle
- Budúcnosť konektorov D-Sub v priemysle
Komunikácia medzi jednotlivými zariadeniami je základom automatizácie – domácej aj priemyselnej. V súčasnosti sa intenzívne rozvíjajú bezdrôtové pripojenia. Tie sú však náchylné na rušenie a vyznačujú sa určitým oneskorením pri prenose signálov, preto sa používajú najmä v systémoch inteligentných domov a v priemysle sú oveľa menej rozšírené.
Očakávania týkajúce sa komunikácie medzi priemyselnými zariadeniami sa v priebehu rokov menili a spolu s nimi sa objavili aj nové technológie. V súčasnosti sa na komunikáciu medzi jednotlivými sieťovými prvkami bežne používajú ethernetové káble. Umožňujú veľmi rýchly prenos dát (až 40 gigabitov za sekundu), a preto sú schopné prenášať zložité príkazy medzi počítačmi alebo riadiacimi jednotkami a výkonnými zariadeniami alebo operátorskými panelmi. Avšak predtým, ako sa krútené dvojlinky stali trvalou súčasťou priemyselných hál, boli pripojenia založené na konektoroch D-Sub.
D-Sub (D-subminiature) je celá skupina konektorov používaných na komunikáciu medzi elektronickými zariadeniami. Písmeno „D“ v názve pochádza z charakteristického tvaru samotnej zástrčky alebo zásuvky, ktorá pripomína práve toto písmeno. Existuje mnoho typov konektorov D-Sub. Najmenšie v štandardnej verzii majú 9 pinov, najväčšie 104 pinov.
História D-Sub konektorov siaha do 50. rokov minulého storočia, ale aj dnes sa používajú v pomerne veľkom rozsahu. Čiastočne je to spôsobené tým, že na mnohých miestach sa stále používajú zariadenia vyrobené v minulom storočí, keď boli najrozšírenejšie. Najčastejším použitím konektorov D-Sub je komunikácia pomocou rozhraní RS-232 a RS-485. Umožňujú vytvárať viac či menej rozsiahle siete prepojení medzi zariadeniami používanými v priemyselných halách.
Prvé z týchto rozhraní, RS-232, sa v minulosti používalo najmä na pripojenie koncových zariadení a rôznych periférií k počítaču, ako sú tlačiarne alebo klávesnice. Používalo sa aj na pripojenie počítača k modemu. V každodennom používaní ho nahradili široko používané konektory USB a Ethernet.
Konektory D-Sub a rozhrania RS-232 a RS-485
RS-232 sa však v priemysle stále používa. Tam, kde nebol nahradený krútenou dvojlinkou, sa stále používa na komunikáciu počítača s modulmi PLC alebo panelmi HMI. Má však aj nevýhodu. Vzhľadom na to, že prenášané signály napätia -3 až -15V sú logické „1“, +3 až +15V sú logické „“ a napätia od -3 do 3V sú nepoužívané, je možné použiť RS-232 na maximálnu dĺžku 15 metrov pri rýchlosti 20 Kbit/s. Pri dlhších kábloch môžu byť úbytky napätia príliš vysoké na to, aby sa signál efektívne prenášal do pripojeného zariadenia. Pôvodne sa na využívanie protokolu Modbus používal RS-232, ale časom túto funkciu prevzal RS-485
RS-485 je v istom zmysle rozvinutím rozhrania RS-232 a umožňuje prenos údajov ako zbernica medzi viacerými zariadeniami. Je rýchlejšie ako vyššie uvedené rozhranie a vyznačuje sa väčšou odolnosťou voči rušeniu. RS-485 môže pracovať rýchlosťou 35 Mbit/s na dĺžke do 10 metrov, ale v závislosti od vašich potrieb môže byť jeden kábel dlhý až 1200 metrov. Prenosová rýchlosť vtedy klesne na 100 Kbit/s, čo je stále niekoľkonásobok rýchlosti RS-232. Okrem toho je možné pripojiť 32 zariadení pomocou protokolu RS-485. Tieto čísla (dĺžka úsekov aj počet pripojených zariadení) možno zvýšiť.
Repeater umožňuje pripojiť ďalšie zariadenia pracujúce v jednej línii alebo zvýšiť vzdialenosť, ktorá môže oddeľovať jednotlivé zariadenia, o ďalších 1200 metrov.Na rozdiel od RS-232 používa 485 diferenciálne napätie, čo mu umožňuje pracovať na väčšie vzdialenosti ako jednoduchšie rozhranie 232. Logická „1“ pre RS-485 je hodnota pod -200 mV, zatiaľ čo logická „“ nastane, keď je napätie vyššie ako +200 mV.
Použitie konektorov D-Sub v priemysle
Keďže v mnohých prípadoch sieť založená na protokoloch RS-232 alebo RS-485 stále plní svoju úlohu, podniky stále používajú konektory Sub. Mnohé staršie stroje a zariadenia nepodporujú ovládanie pomocou ethernetových káblov a sú stále plne funkčné a vhodné na daný účel. Nie je teda potrebné prestavovať to, čo funguje dokonale.
Okrem sietí Modbus RTU sa v sieťach Profibus DP používajú konektory RS-232 a RS-485 alebo D-Sub. V oboch prípadoch je ovládanie pomocou rozhrania RS-485 podobné.
Konektory D-Sub sa niekedy používajú na ovládanie na miestach, kde nie je potrebné prenášať zložité príkazy. Vynikajúcim príkladom riešenia tohto typu je riadenie ventilových ostrovov. V tomto prípade je vysoký stav na pine konektora zodpovedný za ovládanie jednej z cievok.
Charakteristickým prvkom konektora D-Sub sú skrutky umiestnené na oboch stranách konektora. Pomáhajú správne upevniť zástrčku v zásuvke, ale aj chrániť ju pred náhodným vytiahnutím zo zásuvky. To je jeden z dôvodov, prečo sa konektory D-Sub stále bežne používajú v železničnom priemysle.
Skutočnosť, že spoj je zabezpečený skrutkami, znižuje riziko uvoľnenia kábla v dôsledku vibrácií pôsobiacich na spoj. Ak hovoríme o pohybujúcom sa vlaku, nemožno poprieť, že vibrácie nie sú malé a v extrémnych prípadoch môžu mať vplyv na uvoľnenie konektorov, čo v žiadnom prípade veci neprospieva. Najmä ak hovoríme o odvetví, kde chyby v riadení môžu viesť ku katastrofe v pozemnej doprave.
Najobľúbenejším, ale zároveň zastaraným použitím konektora D-Sub, je klasický konektor VGA, ktorý sa používa na pripojenie monitorov. Tento štandard bol spočiatku nahradený zásuvkou DVI, ale časom sa najobľúbenejším konektorom na pripojenie monitorov k počítaču stal konektor HDMI.
Budúcnosť konektorov D-Sub v priemysle
Pokrok je nevyhnutný a inovácie v tomto odvetví majú obrovské dopady. Sotva možno povedať, že komunikácia pomocou krútenej dvojlinky je horšia ako desaťročia staré protokoly, ktoré používajú konektory D-Sub. Treba však poznamenať, že revolúcie v priemysle prichádzajú oveľa pomalšie, ako by sa mohlo zdať. Inovácie sú často spojené s veľmi vysokými nákladmi a určitým rizikom, ktoré si nemôže dovoliť každý podnik. Technologické zmeny si môžu vynútiť aj zmeny v organizácii práce a infraštruktúre budov. Z tohto dôvodu sa v mnohých zariadeniach napriek ubiehajúcim rokom stále používajú zdanlivo zastarané technológie. V skutočnosti sa neustále vyrábajú nové zariadenia, s ktorými možno komunikovať prostredníctvom konektorov D-Sub. Umožňuje to jednoducho nahradiť komponenty používané v sieti pripojené pred rokmi novými bez toho, aby bolo potrebné meniť spôsob komunikácie, napríklad pomocou krútenej dvojlinky.
Text spracovala spoločnosť Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.