Kommunikationstechnik

Serielle Schnittstelle einfach nutzen

Ob Frequenzumrichter oder Laborwaage, E/A-Modul oder Controller, die UART-basierte serielle Schnittstelle ist immer noch als RS-232 oder RS-485 in Millionen von Geräten im Einsatz. Anwender nutzen die Schnittstelle zur gelegentlichen Geräte-Parametrierung oder auch zur Datenübertragung zu einem Host-PC. Aber muss dazu der Techniker mit seinem Service-Notebook wirklich vor Ort gehen, weil das maximal 15m lange RS-232 Kabel nicht bis an seinen Schreibtisch reicht? Und selbst wenn er direkt vor Ort am Gerät steht, was kann er tun, wenn sein Laptop nur eine USB-, aber keine COM-Schnittstelle hat?

 

In diesen Szenarien helfen Schnittstellenwandler, die die PC-Schnittstelle von USB bzw. von Ethernet nach RS-232 oder RS-485 wandeln und so die Kommunikation mit einem seriellen Gerät deutlich vereinfachen.

 

Im Falle des oben erwähnten Servicetechnikers ist ein kleiner, kostengünstiger „USB 2.0 nach RS-232 Wandlerstecker" die Lösung. Diesen steckt er in den USB-Port seines Windows-Notebook, woraufhin die Plug & Play-Technologie automatisch den erforderlichen Treiber installiert. Wenige Sekunden später ist im Betriebssystem der virtuelle COM-Port als z.B. COM3 verfügbar. Diese virtuelle COM-Schnittstelle wählt der Techniker in der Geräte-Software aus, verbindet die DB9-Buchse des seriellen Geräts mit dem Wandlerstecker und schon kommuniziert er mit dem Gerät ganz genauso so, wie wenn er eine echte physikalische COM-Schnittstelle an seinem Notebook hätte. Ein solcher "USB nach RS-232 Wandlerstecker" gehört zur Grundausrüstung eines jeden Technikers, der heute und vielleicht auch morgen noch mit der RS-232-Schnittstelle zu tun hat.

 

Das Prinzip funktioniert bei der RS-485-Schnittstelle völlig identisch. Hier ist lediglich die Pin-Belegung am SubD-9 Stecker des Wandlersteckers zu beachten, denn diese ist im Gegensatz zur RS-232 nicht genormt. Gegebenenfalls sind dann die Data+ und Data- Leitungen der RS-485 über die dokumentierten Pins als Einzeldrähte herauszuführen und mit dem RS-485-Gerät zu verbinden.

Bei einem stationären Aufbau, bei dem PC und serielles Endgerät z.B. im Schaltschrank permanent zu verbinden sind, ist ein "USB nach RS-232/422/485 Wandler-Modul" für die DIN-Schiene die etwas aufgeräumtere Lösung. Auch hier erfolgt die Kommunikation über einen virtuellen COM-Port.

 

Will man sich das vor-Ort-gehen komplett ersparen und möchte man mit dem entfernten seriellen Gerät direkt vom Schreibtisch oder Kontrollraum aus kommunizieren, kommen "Ethernet-nach Seriell Wandler" zum Einsatz. Diese nützlichen Module werden auch (Serial-) Device-Server genannt, da sie ähnlich wie bei einem Web- oder Fileserver, die „Dienste“ eines Serial-Device im gesamten Netzwerk verfügbar machen. Die Ansprache des seriellen Geräts vom Netzwerk-PC aus erfolgt auch hier über einen virtuellen COM-Port. Allerdings muss der Treiber auf dem PC manuell installiert werden, denn Ethernet unterstützt kein Plug & Play. Alternativ zum virtuellen COM-Port kann der PC- oder SPS-Programmierer die Verbindung zum Device Server auch über Sockets herstellen. Üblicherweise werden dazu frei definierbare Ports oberhalb von 1024 verwendet.

 

Device Server unterstützen gleichzeitig auch mehrere serielle Geräte an einer IP-Adresse, z.B. 2 , 4 oder 8. Die  Geräte können dann entweder alle auf einen PC als COM3, COM4, … COM10 gemapped werden oder auch jeweils von verschiedenen PCs, Servern oder SPSen angesprochen werden.

 

Mit Hilfe dieser Hardware- und Softwaretechnik integrieren Device Server bestehende Geräte und Maschinen ganz eng in die modernen Konzepte von Digitalisierung und Industrie 4.0.

Serielle Wandler

Schnittstellenwandler bringen mehr Komfort bei der Kommunikation über RS-232/485

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