valsts kalendārs

Signāli un standarti. Analogo signālu apvienošana automatizācijas sistēmās Kā organizēt signālu 4 20 mA

Struma cilpas kalibrators RZU-420 paredzēts 4...20 mA stronu signālu unifikācijas iestatīšanai automatizācijas sistēmu testēšanas procesā, kā arī stronu un sprieguma kontrolei. Strum ķēdes kalpošanas laiku var uzstādīt gan sistēmā, gan veidgabalā.

Vikonannya priladu - pārnēsājams, ar autonomu dzīvošanu no baterijām. Pie sieta 220 iespējams piestiprināt arī stiprinājumu tā paša mežģīņu adaptera nostiprināšanai.

Ierīce var būt intuitīvi saprotama saskarne un vienkārša vikoristanni. RZU-420 plašā funkcionalitāte, ergonomika un zemā daudzpusība padara to par neaizstājamu automatizētās procesa vadības sistēmas regulētājam palaišanas un regulēšanas darbu stundā. Vikoristannya RZU-420 ļauj paātrināt palaišanas laiku.

RZU-420 striķa cilpas kalibrators ir vispārēji pārbaudīts īstu robotu prātos, saņemot pozitīvas atzīmes no visiem tehniskajiem labojumiem un testiem.

Iespēja RZU-420

Stundu ilgs vadības straumes rādījums ar precizitāti līdz tūkstošdaļai mA, un izejas vadības displejs ar frekvenci 4...20 mA ar precizitāti līdz frekvences desmitdaļai
Strum kontroles diapazons: 0 ... 25 mA (aiz skalas ar lineāro nogulsnējumu).
RZU-420 var mainīt tādus strum cilpas parametrus kā strum I un spriegums U.
Prilādu var taisīt no vecā dzīves dzhereļa, un tā no vecā. Režīmu pārslēgšana tiek aktivizēta, nospiežot vadības paneļa taustiņus ar pastāvīgu izvēlētā režīma displeju displejā.
Pielikums ļauj vienmērīgi regulēt straumi ar diskrētumu 0,1% no skalas, tāpēc vienmērīga ādas plūsmas regulēšana ir 1 mA. RZU-420 ļauj ģenerēt arī 4...20 mA signālu funkcionālie uzdevumu režīmi: meander, zāģis, tricutnik, sinusoid. Pārslēgšanās uz iestatīšanas režīmu tiek iestatīta ar taustiņu uz piederuma priekšējā paneļa ar pastāvīgu izvēlētā režīma displeju displejā.
Piestiprinājums var norādīt uz striķa cilpas apgriešanu. Skūšanās laikā uz PK indikatora tiek parādīta skūšanās.
Piestiprināšana var būt norāde par bateriju darbības laiku, kas pastāvīgi tiek parādīta displejā, kas ļauj sadalīt stundu darbu ar šo bateriju komplektu.
Displejs ir aprīkots ar apgaismes ķermeņiem, kas nodrošina iespēju strādāt nepietiekama apgaismojuma apstākļos.
Maksimālais galvenais cēlonis/nespēja kļūt mazāks par ±0,1%.
Korpuss ir aprīkots ar triecienizturīgu plastmasu, kas atbilst zāģa zoba aizsardzībai IP20.
Є sertifikāts vimira labad.

Robotizētās strūklas cilpas pamati 4..20 mA

Kopš 1950. gadiem Strum cilpa ir guvusi panākumus datu pārsūtīšanā no uzvarējušajiem konvertētājiem uz uzraudzības un kontroles procesu. Pateicoties zemajām ieviešanas izmaksām, augstajai augstprātībai un iespējai pārraidīt signālus uz lieliem ceļiem, streika cilpa šķita īpaši parocīga industriālajiem prātiem. Šis materiāls ir veltīts robotizētās strīpas cilpas pamatprincipu aprakstam, projektēšanas pamatiem, skaņošanai.

Vykoristannya strumu datu pārraidi no peretvoryuvach

Rūpnieciskās signalizācijas sensori bieži vien pārveido datu pārraides signālu vadībai, vairumam citu pārveidojošo ierīču, piemēram, kā termopāra vai deformācijas pretestības sensori, kā vikorista signālu. Neatkarīgi no tiem, kas maina, kas uzvaroši darbojas kā informācijas pārraides parametrs, tas ir efektīvi iedarbīgs bagātīgā izlasē, izmantojot vairākus papildinājumus un ātrāk noskaidrojot straumes īpašības. Mazākais iztrūkums mainīga sprieguma signālu pārraides gadījumā industriālajās domās ir signāla vājināšanās pirmās pārraides laikā, pamatojoties uz vadu līniju atbalsta acīmredzamību. Acīmredzot ir iespējams palielināt saimniecības ēku lielo ieejas pretestību, lai pazaudētu signālu. Tomēr šādi paplašinājumi būs jutīgāki pret troksni, jo tie izraisa tuvumā esošos motorus, piedziņas siksnas vai radio pārraides.

Zgіdno ar pirmo Kirchhoff likumu, strumu daudzums, kas iet vuzol, jo vairak summas strums, kas vplyvayut no vuzla.
Teorētiski pasaules gala sasniegšanā vainīgs striķis, kas plūst uz kontūras vālītes
kā parādīts 1. att. viens.

1. att. Vidpovidno pirmajam likumam Kirchhoff strut on the cob līdz struma kontūrai jogā.

Tas ir galvenais princips, pēc kura tiek praktizēta vimiruvannya kontūra. Vimiryuvannya strum jebkurā strum cilpas miglā (vimiryuvalny kontūra) dod tādu pašu rezultātu. Vikoristovuyuchi strumovі signāli un priymalnі pristroї datu vākšanai ar zemu ievades atbalstu, neķītros papildinājumos ir iespējams gūt ievērojamu uzvaru attiecībā uz zavostіykosti un zbіlshennya dovzhini linії vyazku samazināšanu.

Strum cilpas sastāvdaļas
Pirms striķa cilpas galveno komponentu noliktavas atrodas ātrās cilpas džerels, pirmais pārstrādātājs, pielikums datu apkopojumam un šautra, kas atgriežas rindā, kā parādīts 2. mazajā attēlā.

2. att. Struma cilpas funkcionālā diagramma.

Dzherelo postiynogo strumu nodrošina sistēmas darbību. Slēdzis regulē striķi pie vadiem diapazonā no 4 līdz 20 mA, kur 4 mA ir “dzīvā” nulle, bet 20 mA apzīmē maksimālo signālu.
0 mA (struma tilpums) nozīmē lāpstiņas atvēršanu. Piesaiste datu vākšanai ir atkarīga no regulējamā struma lieluma. Efektīva un precīza struma vibrācijas metode ir precīzas rezistoru-šunta uzstādīšana pie vibrācijas slēdža ieejas, pievienošu datu apkopojumu (2. att.), lai strumu pārveidotu par vibrācijas spriegumu, lai ņemtu rezultāts, kas nepārprotami parāda signālu slēdža izejā.

Lai palīdzētu jums labāk izprast spridzināšanas cilpas darbības principu, apskatīsim sistēmas ar pārslēgšanu konstrukcijas aizmuguri, kurai var būt šādi tehniskie parametri:

Pārveidojot vikoristovuetsya par vimiryuvannya vice
2000 Ft.
Strum, kas ir savietojams ar datu vākšanu, sniedz operatoram informāciju par pielietotā spiediena apjomu pirms pārveidošanas

Apskatīšu dibenu, lai izvēlētos piemērotu pārstrādātāju.

Insulta sistēmas dizains

Vibir peretvoryuvacha

Strum sistēmas projektēšanas pirmais solis ir transformācijas izvēle. Neatkarīgi no mainīgās vērtības veida (vitrāts, spiediens, temperatūra utt.) ir svarīgs faktors, izvēloties pareizo darba spriegumu. Tikai dzherel zhivlennya pieslēgšana pirms pārejas ļauj regulēt saites struma līnijas izmēru. Dzīves līnijas sprieguma vērtība var būt pieļaujamās robežās: vairāk, zemāks, minimāli nepieciešams, mazāks, zemāks, maksimālā vērtība, ko var novest līdz izmaiņām.

Strumu sistēmai, kā redzams dibenā, vibrācijas tiek mainītas, lai vibrētu skrūvspīti un var darboties ar spriegumu no 12 līdz 30 V.

Vibir Es papildināšu datu vākšanu par vimiryuvannya strumu

Svarīgs aspekts nez kāpēc jāņem vērā, kad tiek stimulēta striķa sistēma, tas ir, lai izvairītos no striķa ķēdes parādīšanās zemējuma cilpā. Reizēm silta uzņemšana ir izolācija. Vykoristuyuchi izolācija, ir iespējams aprakt zemes cilpu, kas ir paskaidrots 3. att.

3. att. Zemējuma cilpa

Zemējuma kontūras tiek izveidotas ar diviem savienotiem spailēm pie lāpstiņām dažādos potenciālos apgabalos. Tsya raznitsa ražot pirms papildu struma no līnijas zvyazka parādīšanās, ko var ražot pirms parādīšanās apžēlošanu nāves gadījumos.
Zem saimniecības ēkas siltināšanas datu vākšanu saprot ar zemējuma elektrisko pieslēgumu signālam no vimiruval saimniecības ēkas ieejas apakšstacijas zemes, kā parādīts 4. attēlā.

Oscilki strijas nevar plūst cauri izolācijas barjerai, zemējuma punkti atbalsta signālu un tiem var būt tāds pats potenciāls. Tādā veidā tiek izslēgta iespēja netīši izveidot zemes cilpu.

4. att. Kopējā režīma spriegums un signāla spriegums izolācijas ķēdei

Izolācija arī ietaupa laiku un papildinās datu vākšanu par liela kopējā režīma sprieguma klātbūtni. In-phase ir tādas pašas polaritātes sprieguma nosaukums, kāds tas ir abās instrumentālā slēdža ieejās. Piemēram, 4. att. і pozitīvs (+), і negatīvs (-) ievadiet barošanas bloku pie +14 V kopējā režīma sprieguma. Pārāk daudzu pielikumu maksimālais ievades diapazons var būt ±10 V. Tomēr savienojumu ar datu apkopojumu nevar izolēt, un kopējā režīma spriegums pārsniedz maksimālo ieejas diapazonu, jūs varat sabojāt pielikumus. Ja vēlaties normālu (signāla) spriegumu pie barošanas avota ieejas 4. att., tas kļūst mazāks par +2 V, pievienojot +14, var rasties +16 V spriegums.
(Signāla spriegums ir spriegums starp “+” un “-” apakšspriegumu, darba spriegums ir parastā un parastā režīma spriegumu summa), kas apzīmē nedrošu sprieguma līmeni stiprinājumam ar zemāku darba spriegumu.

Izolējot, barošanas avota karstais punkts ir elektriski pastiprināts ar ūdeni līdz nullei. Mazā 4 ķēdē potenciāls pastiprinātāja augšējā punktā tiek “pacelts” par +14 V. Šo metodi izmanto, līdz ieejas sprieguma vērtība nokrītas no 16 līdz 2 V. (Esiet uzmanīgs, lai izolatori varētu izmērīt maksimālo parastā režīma spriegumu, ko tie var smirdēt.)

Turklāt, kā priekšnoteikums šo izolāciju un zādzību izvēlei, atlikušais ražs, pabeidzot strum cilpu, ir izvēlēties vitāli svarīgu glābšanas vesti.

Vibir dzherela dzive

Būtiski, it kā dzīve būtu labākais veids, kā jums palīdzēt, tas ir vienkārši. Strādājot strīpas cilpā, dzīvības bloks ir atbildīgs par sprieguma saskatīšanu, pat vairāk, vai arī samazina sprieguma krituma summu uz visiem sistēmas elementiem.

Pievienots datu apkopošanai no mūsu mucas, vimiryuvannya strum vikorista precizitātes šunts.
Uz kura rezistora ir nepieciešams atslābināt sprieguma kritumu. Tipisks šunta rezistors var būt 249 Ω. Pamata apgaismojums sviras diapazonā strum cilpā 4 .. 20 mA
rādīt nākamo:

I*R=U
0,004A*249Ω=0,996V
0,02A*249Ω=4,98V

No šunta ar atbalstu 249 Ω, mēs varam ņemt spriegumu diapazonā no 1 līdz 5, mainot sprieguma lielumu datu vākšanas ierīces ieejā ar skrūvspīļu izejas signāla lielumu.
Kā jau tika nojausts, slēdzis uz skrūvspīlēm ar minimālo darba spriegumu 12 V pie maksimāli 30 V. Pievienojot sprieguma kritumu precizitātes rezistoram, kas manevrē spriegumu slēdža darba spriegumam, ir iespējams soli tālāk:

12V+ 5V=17V

No pirmā acu uzmetiena pavelciet spriegumu 17 V. Tas ir nepieciešams, prote, lai vrahuvati dodatkove navantazhennya uz bloka dzīvības, it kā viņi rada šautriņas, ko var elektriskā opir.
Tā kā sensors atrodas tālu no tinumu ierīcēm, jūs esat atbildīgs par stieples atbalsta koeficienta aizsardzību stieņa cilpas atvēršanas laikā. Mіdnі droti mayut opіr postіy strum, kas ir tieši proporcionāls viņu dozhina. Izmantojot skrūvspīļu sensoru ar dibenu, jums ir jāpagriež 2000 pēdu līnijas spriegums pie norādītā glābšanas līnijas darba sprieguma. Viena dzīsla vara kabeļa garums 2,62 Ω/100 pēdas. Kuru atbalsts tiek sniegts šādi:

Viena pati Opira sieva dzīvoja 2000 pēdu garumā, kļūstot par 2000 * 2,62 / 100 = 52,4 m.
Sprieguma kritums vienā dzīvojamā noliktavā 0,02 * 52,4 = 1,048 V.
Lai aizvērtu lance, ir nepieciešamas divas šautriņas, tad līnijas garums tiks uzvarēts, un
ārpus sprieguma krituma mēs kļūstam par 2,096 U. Rezultāts ir tuvu 2,1 Tam, kurš iet līdz otrajam stiprinājumam, tas kļūst par 2000 pēdām. Aprēķinot sprieguma kritumu visos ķēdes elementos, mēs ņemam vērā:
2,096 + 12 + 5 = 19,096 V

Ja strāvas ķēdei izmantojāt 17 V, kā redzat, slēdžam pievadītais spriegums būs zemāks par minimālo darba spriegumu kritumam uz stieples balsta un šunta rezistora. Tipiskas glābšanas vestes izvēle 24 V Dodatkovo - sprieguma rezerve, lai ievietotu vice sensoru lielākā platumā.

Ar izvēli pareizi izvēlēties pārstrādes mašīnu, pievienot datu krājumu, uzstādīt kabeļus un dzīvības dzherelu, ir pabeigta vienkāršas strīpas cilpas izbūve. Lai iegūtu vairāk salokāmo programmu, varat iespējot papildu kanālus, lai izslēgtu sistēmu.

Strāvas cilpa ir veids, kā pārraidīt informāciju, lai palīdzētu vimiryuvanih vērtības jaudas elektriskās plūsmas. Parasti sistēma ar maināmu cilpu ietver sensoru (spiediens, temperatūra, gāzes spiediens), raidītāju, uztvērēju un analogo-digitālo pārveidotāju (ADC) vai mikrokontrolleri (1. attēls).

Rīsi. viens.

Sensora izejā veidojas spriegums, kas ir proporcionāls izmērītajam parametram. Pārraidīšana (strūklas nomākšana, barošana), pārveidojot spriegumu no sensora uz dzīvotspējīgu strūklu no 4 līdz 20 mA. Otrā līnijas galā uztvērējs (sprieguma pastiprinātājs, streika caurduršana) pagriež striķi par 4 ... 20 mA atpakaļ pie sprieguma. Analogā-digitālā pārveide digitalizē ieejas spriegumu tālākai apstrādei ar procesoru vai mikrokontrolleri.

Sistēmās ar strum cilpas saskarni informācija tiek pārraidīta aiz papildu modulēta strum signāla. Strum cilpai ir 4 ... 20 mA, zemākā signāla vērtība ir 4 mA, bet augstākā ir 20 mA. Arī viss pieļaujamo vērtību diapazons kļūst par 16 mA. Pie cilpas nepārtraukti tiek pastiprināts 4 mA striķis, un pie zemākas struma vērtības parādās urvish līnija, kas ļauj viegli diagnosticēt šo situāciju.

Parasti rūpnieciskās automatizācijas sistēmās sensori lielā mērogā atrodas tālu no centrālās vienības, kas kontrolē, tāpēc striķa cilpa nav zaudējusi savu aktualitāti, oscilatori ir pārejošākā analogā saskarne, īpaši pāros ar datu metodēm. pārraide ar spriegumu. Mazajā 2 tika demonstrēta progresīvāka sistēma, kurā ir iekļauta strīpas cilpa draugam (piemēram, lai vadītu piedziņu).

Rīsi. 2.

Spiryuchis par tsyu shēmu, razglyadno rіshennya, yakі kompanіі Maxim proponuє par її realіzatsії.

Operatīvā pidsiluvach
jaku peretvoryuvach voltage-strum

3. mazajā slēdža “sprieguma sviras” vienkārša ieviešana ir parādīta ar atšķirīgu darba spiediena slēdzi (OS). MAX9943. Dānijas op-amp ar spriegumu ±15 nodrošina drošu izejas plūsmu, kas lielāka par ±20 mA, kā arī ir stabila pie sprieguma sprieguma līdz 1 nF, kas padara to vēl svarīgāku Viktorijai garā pārvades līnijā. Darbībai izejas plūsmas diapazonā 0 ... 20 mA ir iespējams barošanas avota vienpolārais mūžs, MAX9943 svari nodrošina drošu izejas sprieguma diapazonu, kas palielinās kalpošanas laiku ( sliežu ceļa izvade).

Rīsi. 3.

Šajā shēmā atstarpi starp ieejas spriegumu un plūsmu uz ieejas apraksta ar virase: V IN = (R2/R1) r R SENSE ґ I LOAD + V REF . Navantāžas atbalsta tipiskā vērtība var būt k_lka kOhm, šim lietojumam: R1 = 1 kOhm; R2 = 10 kOhm; R SENSE = 12,5 omi; R LOAD = 600 omi.

Lai pārveidotu ieejas spriegumu ±2,5 V uz spriegumu ±20 mA, atsauces spriegums V REF ir saistīts ar 0 V. klātbūtne struma līnijā 4 mA. Pie V REF = -0,25 Ieejas spriegums 0…2,5 tiek pārveidots par izejas strūklu 2…22 mA. Zvaniet mazumtirgotājiem, lai izvēlētos trīs dinamiskā diapazona paplašinājumus, lai varētu veikt turpmāku programmatūras kalibrēšanu. Ieejas sprieguma un izejas plūsmas nogulsnēšanās ir parādīta 4. un 5. attēlā.

Rīsi. četri. I LOAD ieeja V IN izejai ±20 mA

Rīsi. 5. Rezervēts I LOAD in V IN izejai 4-20mA

MAX15500 un MAX15501 striķa cilpas signālu veidotāji

Shēma mazajiem 3 visdažādākajiem operatīvajiem pilotiem ir vienkārša strīpas cilpas ieviešana, kas kalibrēšanas laikā noved pie locīšanas, kā arī lielu signālu pārraides zudumu reālajā darbības prātā. Faktiski "sprieguma-struma" pārveides īstenošanai ir jāizmanto vienas mikroshēmas risinājumi, kuru tehniskie parametri ir vienkārši aprakstīti dokumentācijā.

Rīsi. 6.

Šāda risinājuma piemērs MAX15500/15501, programmēšana, izmantojot SPI interfeisu, lai izveidotu analogās straumes izeju sprieguma izvadē. Šo izmaiņu ieejas spriegums, skaņa, tiek ņemts no ārējā DAC izejas. MAX15500 ieejas sprieguma diapazons ir 0...4,096 V, bet MAX15501 tas ir 0...2,5 V. Izmantojot programmatūru, ir pieejami seši robotizētās izejas posma režīmi: ±10 V; 0…5; 0 ... 10 V; ±20 mA; 0...20 mA; 4...20 mA. Mikroshēmas nodrošina aizsardzību pret īsu mirgošanu; iecelta pārvades līnijas skūšana; zahist pārkaršanas gadījumā un rezultātā sprieguma kritums ir zem sliekšņa.

MAX5661 - DAC ar strum izvadi

Lielākā integrācijas iespēja konvertēšanai ar strum izvadi MAX5661.Šis ir vienkanāla 16 bitu DAC ar precīzu augstsprieguma slēdzi, kas organizē risinājumu digitālā signāla pārveidošanai no procesora straumēšanas izejā (0 ... 20 mA vai 4 ... 20 mA) vai rūpnieciskajā standartā ±10 V.

Rīsi. 7.

Šīs datu pārsūtīšanas kontrole DAC ir balstīta uz chotiri nodrošināto SPI interfeisu. Transmisijas izejas #FAULT mikroshēmās, ar kuru palīdzību iespējams diagnosticēt striķa cilpas noskūšanu vai īsu mirgošanu uz izejas spriegumu. Ņemiet vērā, ka MAX5661 izmanto atšķirīgu sprieguma atsauces spriegumu 4,096 V. MAX6341, MAX6133 vai MAX6033. Lai viegli apgūtu visu MAX5661 funkcionalitāti, tiek piedāvāta nodokļu košļājamā ciparnīca. MAX5661EVCMAXQU+ ar saskarni ar datoru ar DAC ar papildu grafisko interfeisu (GUI).

MAX1452 - sensora signāla pārveidošana
pie striķa cilpas

Dosi aplūkoja risinājumu, pievienojot signālu signālam no mikrokontrollera chi DAC, tobto. kritisko signālu pārraide. Lai noņemtu strūklas signālu no Maxim sensora sāniem, ievietojiet mikroshēmu MAX1452, kopā ar operētājsistēmas analogo daļu informācijas signāla un digitālās shēmas veidošanai, kas nodrošina temperatūras novirzes kompensāciju, substroyuvannya zsuva nulli, kā arī papildu PGA pārraides koeficienta programmēšanu. Visi konstrukcijas koeficienti tiek ņemti no EEPROM atmiņas ar kopējo ietilpību 768 baiti.

8. attēlā ir parādīta MAX1452 savienojuma shēma ar 4...20 mA striķa izvadi un strāvu cilpu. Struma formēšanai pie cilpas ir savīti tranzistors 2N2222A.

Rīsi. astoņi.

HART modems DS8500

HART ( Highway Addressable Remote Transducer Protocol) - digitālais protokols datu pārsūtīšanai, kas parasti ļauj iestatīt sensoru vai ņemt informāciju par jogo staciju no atlasītajām līnijām, uz kurām tiek organizēta analogā strīpas cilpa. Lai pārsūtītu digitālos datus, 4 ... 20 mA straumēšanas cilpā tiek ģenerēts FSK modulācijas signāls (frekvences lēciena modulācija) (9. attēls). Šis ieviešanas veids ļauj izjaukt HART protokolu jau esošās sistēmās ar analogo strum cilpu.

Rīsi. 9.

Lai organizētu HART fizisko līmeni (modulāciju un demodulāciju), Maksims pievieno mikroshēmu HART modemam ds8500, Tas ļauj izmantot pilnduplekso saņemšanas-pārsūtīšanas režīmu, ar kuru "1" tiek modulēts ar frekvenci 1,2 kHz, "0" - 2,2 kHz. Funkcionāli DS8500 sastāv no demodulatora, digitālā filtra, ADC, modulatora un DAC (10. attēls).

Rīsi. desmit.

Līdzīga arhitektūra (pateicoties digitālajai filtrēšanai un DAC, kas ģenerē tīru sinusoidālu signālu no nepārtrauktām fāzes nobīdēm starp frekvencēm) nodrošina to, ka signāls netiek uztverts pārejas prātos.

Višnovoka

Uzņēmums Maxim piedāvā plašu risinājumu klāstu datu pārraides organizēšanai no dažādām straumēšanas cilpām gan no sensoriem uz centrālo vadības bloku, gan no viena un tā paša bloka uz vadības centrmezgliem. Krima, līdzīgas industriālās sistēmas funkcionalitātes paplašināšanai Maxim līnijā ir vairāk nekā 300 dažādu interfeisa mikroshēmu RS-485/RS-232, CAN, LIN.