ＲＳ４８５通信障害について

質問

ＲＳ４８５通信の中継器でのトラブルです。
下記トラブルの原因が分からず困っていますので宜しくお願いします。

機器(中継器とする)の仕様：
・ＲＳ４８５通信回路が２回路
・両回路は同一電源で動作し、基板上のグランドはベタになっている
・ＣＰＵを含むデジタル回路とＲＳ４８５の回路はフォトカプラで絶縁されている
・電源はＡＣ１００Ｖでトランス＋３端子レギュレータで電源を作っている
・ＲＳ４８５の片方(下位側とする)はＡＣ２００Ｖで動作する機器(下位機器とする。最大３０台)につながっている
・もう片方(上位側とする)はＡＣ１００Ｖで動作する機器(上位機器とする。最大３０台)につながっている。

症状：
・中継器の送信が下位機器で受信されず、再送信を行う時がある(恒にではない)
・障害時、下位側の波形(Ａ，Ｂ間)でコモンから上側や下側が無い波形が見られる
・下位側の波形(Ａ，Ｂ間)にＡＣ成分が重畳されている
・上位側の通信ラインを外すと下位側に重畳されているＡＣ成分が消え、通信障害も起きない
・下位側に４８５－ＵＳＢコンバータ(MAXIM MAX1480というトランシーバ内蔵)を接続すると通信障害が治る
　但し、ＡＣ成分の重畳は消えない

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

毎度ＪＯです。
RS485 下記URL参照
http://www.sacom.co.jp/ks/dr/img/dr02_zu2.gif
http://japan.maxim-ic.com/design_guides/jp/INTERFACE_28.pdf
ＲＳ４８５通信の中継器ならば、上位側と下位側とでそれぞれ通信を行う為にCPUを内臓する構造になっているハズです。
上位側と下位側が電気的に絶縁されていない構造のようですね

>>障害時、下位側の波形(Ａ，Ｂ間)でコモンから上側や下側が無い波形が見られる
参照URLから、コモン線が配線されているならば、コモンより下側（コモンに対して－電圧）は現れません、
仮に－電圧が現れるなら、コモン線の断線も考えられます。

>>下位側の波形(Ａ，Ｂ間)にＡＣ成分が重畳されている
RS485は受信時、各出力素子はオープン状態になります、したがってターミネータ抵抗（110Ω程度）のみの負荷となる,
この程度の負荷が接続された差動回路で、(Ａ，Ｂ間)に大きなAC成分が重畳される事はありません、仮に観測されたならターミネータ抵抗の断線も考えられます。

投稿を全体的に見ますと絶縁障害が有るかも知れません、ノイズなどの誘導や容量結合による障害では無いのではありませんか？？

RS485に接続されている各機器を順次点検すれば何処で絶縁障害が起きているか確認できそうです。

毎度ＪＯです。
>>ＡＣ成分の重畳
これはコモンに対して？　それとも差動入力に対して？？
仮に、差動入力に対してAC成分が重畳されていると、受信する側では常に「パリティエラー」や「オーバーランエラー」が発生している事になり、
通信プログラムによっては通信不能に陥る可能性もあります。

>>下位側のコモン(基板上のグランドパターン)が上位側によって振られている
差動入力ですのでコモンに対して多少振られたくらいでは、通信に影響はありません

１）ターミネータ抵抗は接続されていますか？
２）各機器はAC電源から絶縁されていますか？？

毎度ＪＯです。

>>また、コモンは配線されていません
接続されている全機器の通信インターフェースICが、
前記の絶縁型ならコモン線（共通GND)は必要ありませんが、
各機器の内一つでも非絶縁のインターフェースICが含まれていたら、
コモン線の配線が必要です。

毎度ＪＯです。
MAX1490は絶縁（アイソレート）されていますが
http://datasheets.maxim-ic.com/jp/ds/MAX1480A-MAX1490B_jp.pdf
LT1785は絶縁されていません
http://www.linear-tech.co.jp/pc/downloadDocument.do?navId=H0,C1,C1007,C1017,P1713,D24500
従ってLT1785を使用する全回線は共通となるコモン線(GND)を配線せねばなりません

RS485資料　下記参照URL

http://www.m-system.co.jp/ofnetwork/rs-232/index.html
http://www.sacom.co.jp/ks/dr/dr02.html
http://www.wsuper.com/Tech/SeriIF/485/err.htm
http://focus.ti.com/lit/an/slla070c/slla070c.pdf

参考URL：

http://www.sacom.co.jp/ks/dr/img/dr02_zu2.gif http://japan.maxim-ic.com/design_guides/jp/INTERFACE_28.pdf

お礼

回答、ありがとうございます。
仰る通りにＣＰＵを内蔵しており、上位側と下位側は絶縁されていません。
また、コモンは配線されていません。

ＡＣ成分の重畳は送信時にも見られ、下位側のコモン(基板上のグランドパターン)が上位側によって振られていると考えていたのですが。。。間違いでしょうか？

ＡＣ成分の重畳が見られるのは通信ライン間(A-B間)です。
ターミネータ抵抗は１２０Ωが実装されています。
各機器とも電源トランスを積み、AC電源からは絶縁されています。

因みに重畳しているＡＣ成分はP-Pで０．４Ｖ位です。

確かに作動ですからこの程度でおかしくなるはずはなく、先にも書いた通りに４８５－ＵＳＢコンバータを接続した際にはＡＣ成分の重畳は変わらないのに障害は発生しません。

度々、ありがとうございます。

通信を行っている全機器でリニアテクノロジのLT1785を使用しています。
そしてロジック回路とはフォトカプラで絶縁しています(これも全機種)。

ありがとうございます。
もう一度勉強して出直します。

回答No.2

noname#230359

電源が大地より浮いていて各機器での浮遊容量が異なります。
そこで容量結合があり、また誘導をうけます。
たとえコモンが接続されていてもノイズはのってきます。
コモンモードノイズを対策するのはそれなりの経験と技術が必要です。
どこに原因があるのかを見てみたいです。ちなみに距離は１０００ｍ以内ですか？
MAX1480は単に絶縁してロジック－４８５のレベル変換です。
４８５を使ったこの手のやりかたは20年以上の経験がありますので詳細がわかれば何とかなります。

４８５－ＵＳＢコンバータといっているのはMAX1480のことでしょうか？
それはおいておいて
まず、上位のほうですがＲＳ４８５のケーブルにＧＮＤは本繋がっていますか？アイソレートしていないのであれば接続しないといけません。

それから４８５－ＵＳＢコンバータは下位の話でしたよね。
下位はアイソレートされたうえにもう一度アイソレートということですね。
そこだけでは解せません。
また「上位側の通信ラインを外すと下位側に重畳されているＡＣ成分が消え、通信障害も起きない」ということで「通信ライン間(A-B間)P-Pで０．４Ｖ」とのことですが通信ラインA、Bの長さは同じにしていますか？長さに違いがあるとノイズが出ます。

「上位側は通信ラインの２芯」はいけません。アイソレートしていなのであればいくら差動といってもＧＮＤが必要です。用は上位機器はアイソレートしていないので０Ｖの電位を合わせなくてはいけません。ということです。
各メーカーの技術資料をご確認ください。
以前の機器は動作していても信頼性が低いのでそれを基準にしてはいけません。
また線長は基板パターン内も含めてです。

以下を参照してください。http://focus.tij.co.jp/jp/analog/docs/techdocsabstract.tsp?familyId=545&abstractName=slla272a

http://focus.tij.co.jp/jp/analog/docs/techdocsabstract.tsp?familyId=545&abstractName=slla268

お礼

回答、ありがとうございます。

使用状況としては、下位機器がＡＣ２００Ｖの電源につながっており、問題の中継器と上位機器はＡＣ１００Ｖの電源につながっています。

設置場所がお客様の施設内なので、電源の状況は分かりませんが、距離はせいぜい２００ｍ程度です。

４８５－ＵＳＢコンバータを接続すると治ってしまうのは何故なんでしょうか？

上位、下位共に２芯シールドのキャプタイアケーブルを使用し、シールドは接続していません。

上位側は通信ラインの２芯しか接続していませんが、シールドとＧＮＤを繋げるということでしょうか？
反対の上位機器側も繋ぐのですか？
誠に申し訳ございませんが、ここを繋がなければいけない訳を教えて下さい。

以前、同様なシステムを作った時は(距離がもっと短かったが)、全機器共にＡＣ１００Ｖから給電し、４８５通信ラインは２本の撚り線で全く問題なかったので今回のことが全く理解出来ていません。

通信ラインA,B間はキャプタイアケーブルですので、配線長が違うことはありません。

何度もありがとうございます。

中継器のグランド?、下位機器のグランド?は合わせる必要が無く、
グランド?と上位機器のグランド?は合わせる必要があるということですか？

グランドを繋がない場合の作動のコモンはどこになるのでしょうか？

一応、作動増幅器なども扱っているのですが、ＲＳ４８５の場合は２線で通信出来るということで対地アースがコモンになるのかと思っていました。

不勉強で申し訳ありませんが宜しくお願いします。

ありがとうございます。
もう一度勉強して出直します。