kalendarz kraju

Sygnały i standardy. Unifikacja sygnałów analogowych w systemach automatyki Jak zorganizować sygnał 4 20 mA

Kalibrator pętli brzęczykowej RZU-420 przeznaczony jest do ustawiania unifikacji sygnałów dźwiękowych 4...20 mA w procesie testowania układów automatyki, a także do sterowania dźwiękiem i napięciem. Żywotność obwodu brzęczyka może być zainstalowana zarówno w systemie, jak i w oprawie.

Vikonannya priladu - przenośna, z autonomicznym życiem z baterii. Możliwe jest również dołączenie mocowania do siatki 220 w celu zamocowania tego samego łącznika koronki.

Urządzenie może być intuicyjnie zrozumiałym interfejsem i proste w vikoristanni. Szeroka funkcjonalność RZU-420, ergonomia i mała uniwersalność sprawiają, że jest on niezastąpiony dla nastawnika zautomatyzowanego systemu sterowania procesem na godzinę pracy rozruchowej i regulacyjnej. Vikoristannya RZU-420 pozwala przyspieszyć czas rozruchu.

Kalibrator pętli drążkowej RZU-420 został powszechnie przetestowany w umysłach prawdziwych robotów, uzyskując pozytywne oceny we wszystkich rewizjach technicznych i testach.

Możliwość RZU-420

Jednogodzinne wyświetlanie strumienia sterującego z dokładnością do tysięcznej części mA oraz wyświetlanie sterowania wyjściem z częstotliwością 4...20 mA z dokładnością do dziesiątej części częstotliwości
Zakres sterowania Strum: 0 ... 25 mA (za skalą z liniowym depozytem).
RZU-420 może zmieniać takie parametry pętli brzęczyka jak struna I i napięcie U.
Prilad można zrobić ze starego dzherela życia, a więc ze starego. Przełączanie trybów aktywuje się naciskając klawisze na panelu sterowania z ciągłym wyświetlaniem wybranego trybu na wyświetlaczu.
Przystawka umożliwia płynną regulację strumienia z dyskretnością 0,1% skali, dzięki czemu płynna regulacja strumienia skóry wynosi 1 mA. RZU-420 umożliwia również generowanie sygnału 4...20 mA funkcjonalne tryby zadań: meander, piła, tricutnik, sinusoida. Przełączanie w tryb ustawień odbywa się za pomocą przycisku na panelu przednim akcesorium z ciągłym wyświetlaniem wybranego trybu na wyświetlaczu.
Załącznik może wskazywać na przycinanie pętli strum. Podczas golenia pętli brzęczyka na wskaźniku PK wyświetlane jest „golenie”.
Załącznik może być wskaźnikiem żywotności baterii, który jest stale wyświetlany na wyświetlaczu, co pozwala rozłożyć godzinę pracy tego zestawu baterii.
Wyświetlacz jest wyposażony w oprawy oświetleniowe umożliwiające pracę w umysłach przy niedostatecznym oświetleniu.
Maksymalna główna utrata kontroli / odzysku staje się mniejsza niż ± 0,1%.
Obudowa jest wyposażona w odporne na uderzenia tworzywa sztuczne o stopniu ochrony przed piłą IP20.
Є certyfikat dla vimira.

Podstawy robotycznej pętli strumieniowej 4..20 mA

Od lat pięćdziesiątych pętla brzęcząca zwycięża w przesyłaniu danych z vimiruvalnykh retvoryuvachiv w procesie monitorowania i kontroli. Ze względu na niski koszt wdrożenia, dużą arogancję i możliwość przesyłania sygnałów po dużych drogach, pętla strum wydawała się szczególnie przydatna dla robotów w umysłach przemysłowych. Ten materiał jest poświęcony opisowi podstawowych zasad działania pętli robota, podstawom projektowania, strojeniu.

Transmisja danych Vykoristannya strumu z peretvoryuvach

Czujniki sygnalizacji przemysłowej często zastępują sygnał transmisji danych do sterowania, w przypadku większości innych urządzeń przetwarzających, takich jak na przykład termopara lub czujniki rezystancyjne, jako sygnał vicorist. Niezależnie od tych, którzy się zmieniają, co zwycięsko sprawdza się jako parametr do przekazywania informacji, skutecznie sprawdza się w bogatych selekcjach, korzystaniu z wielu dodatków i szybszym zapoznawaniu się z charakterystyką strumienia. Najmniejszą wadą w przypadku transmisji sygnałów o zmiennym napięciu w umysłach przemysłowych jest osłabienie sygnału podczas pierwszej transmisji na podstawie oczywistości obsługi linii przewodowych. Możliwe jest oczywiście zwiększenie wysokiej impedancji wejściowej budynków gospodarczych w celu utraty sygnału. Jednak takie przedłużki będą bardziej wrażliwe na hałas, tak jakby wzbudzały znajdujące się w pobliżu silniki, paski napędowe lub transmisje radiowe.

Zgіdno z pierwszym prawem Kirchhoffa, ilością brzęczyków, które wchodzą do vuzol, tym więcej sum brzemek, które vplyvayut z vuzli.
Teoretycznie brzęczyk, który spływa na kolbę konturu, jest winny dojścia do końca świata
jak pokazano na rys.1. jeden.

Rys.1. Vidpovidno do pierwszego prawa brzdąkania Kirchhoffa na kolbie do konturu brzdąkania w jodze.

Jest to główna zasada, na której praktykowany jest kontur vimiruvannya. Brzmienie Vimiryuvannya w dowolnej mgle pętli strum (kontur vimiryuvalny) daje ten sam wynik. Sygnały Vikoristovuyuchi strumovі i priymalnі pristroї do zbierania danych z niskim wsparciem wejściowym, w rozwiązłych dodatkach możliwe jest uzyskanie znaczącej wygranej pod względem redukcji zavostіykosti i zbіlshennya dovzhini linії vyazku.

Komponenty pętli Strum
Przed magazynem głównych elementów pętli brzęczyka znajduje się Jerelo szybkiego brzęczyka, pierwsza przeróbka, załącznik do zbierania danych i ta lotka, która wraca do rzędu, jak pokazano na rys. 2.

Rys.2. Schemat funkcjonalny pętli strum.

Dzherelo postiynogo strumu zabezpiecza życie systemu. Przełącznik reguluje brzęczenie na przewodach w zakresie od 4 do 20 mA, gdzie 4 mA to „żywe” zero, a 20 mA to maksymalny sygnał.
0 mA (objętość brzęczyka) oznacza otwarcie lancy. Przywiązanie do zbierania danych zależy od wielkości regulowanego strumienia. Skuteczną i dokładną metodą wibrowania brzęczyka jest zainstalowanie precyzyjnego bocznika rezystorowego na wejściu przełącznika wibracyjnego, dodam zbieranie danych (na rys. 2) w celu przekształcenia dźwięku w napięcie wibracyjne, aby pobrać wynik, który jednoznacznie wyświetla sygnał na wyjściu przełącznika.

Aby pomóc Ci lepiej zrozumieć zasadę działania pętli wybuchowej, spójrzmy na dolną część konstrukcji systemu z przerzutnikiem, który może mieć następujące parametry techniczne:

Przebudowa vikoristovuetsya na wice vimiryuvannya
2000 stóp
Strum, który jest kompatybilny z gromadzeniem danych, dostarcza operatorowi informacji o wielkości nacisku zastosowanego przed konwersją

Przyjrzę się tyłkowi, aby wybrać odpowiednią przeróbkę.

Projekt układu udarowego

Vibir peretvoryuvacha

Pierwszym krokiem w projektowaniu systemu strum jest wybór transformacji. Niezależnie od rodzaju zmiennej wartość (witrat, ciśnienie, temperatura itp.) jest ważnym czynnikiem w doborze odpowiedniego napięcia pracy. Tylko połączenie dzherel zhivlennya przed zmianą pozwala regulować rozmiar linii strumy łącza. Wartość napięcia linii życia może mieścić się w dopuszczalnych granicach: więcej, mniej, minimalnie potrzebna, mniej, niższa, maksymalna wartość, którą można doprowadzić do punktu zmiany.

W przypadku systemu brzęczyka, jak widać na kolbie, wibracje są zmieniane na wibracje imadła i mogą pracować z napięciem od 12 do 30 V.

Vibir dodam do zbierania danych dla vimiryuvannya strumu

Ważnym aspektem, z jakiegoś powodu, należy wziąć pod uwagę podczas stymulacji systemu dźwięcznika, jest to, aby uniknąć pojawienia się obwodu brzęczyka w pętli masy. Czasami ciepłym przyjęciem jest izolacja. Izolacja Vykoristuyuchi, możliwe jest zakopanie pętli uziemienia, co wyjaśniono na ryc.3.

Rys.3. Pętla uziemienia

Kontury uziemienia są ustalane za pomocą dwóch połączonych zacisków na lancach w różnych obszarach potencjału. Tsya raznitsa wyprodukować przed nadejściem dodatkowego strumy linii zvyazka, którą można wyprodukować przed pojawieniem się ułaskawienia przy śmierci.
Pod izolacją budynku gospodarczego zbieranie danych rozumiane jest jako połączenie elektryczne ziemi z sygnałem z ziemi podstacji wejściowej budynku gospodarczego vimiruval, jak pokazano na rysunku 4.

Struny Oscilki nie mogą przepływać przez barierę izolacji, punkty uziemienia podtrzymują sygnał i mogą mieć ten sam potencjał. W ten sposób wyłącza się możliwość nieumyślnego utworzenia pętli masy.

Rys.4. Napięcie w trybie wspólnym i napięcie sygnału dla obwodu izolującego

Izolacja oszczędza również czas i zwiększa gromadzenie danych o obecności dużego napięcia w trybie wspólnym. In-phase to nazwa napięcia o tej samej polaryzacji, tak jak na obu wejściach przełącznika instrumentalnego. Na przykład na ryc.4. dodatni (+), ujemny (-) wprowadź zasilanie do napięcia wspólnego +14 V. Zbyt wiele osprzętu może mieć maksymalny zakres wejściowy ±10 V. Jednak nie można odizolować połączenia do gromadzenia danych, a napięcie w trybie wspólnym przekracza maksymalny zakres wejściowy, co może spowodować uszkodzenie osprzętu. Jeśli chcesz mieć normalne napięcie (sygnał) na wejściu zasilacza na rys. 4, staje się ono mniejsze niż +2 V, dodanie +14 może skutkować napięciem +16 V
(Napięcie sygnału to napięcie między podnapięciem „+” i „-”, napięcie robocze jest sumą napięć normalnych i wspólnych), co reprezentuje niebezpieczny poziom napięcia dla osprzętu o niższym napięciu roboczym.

Podczas izolowania gorący punkt zasilacza jest elektrycznie wzmacniany wodą do punktu zerowego. W obwodzie dla małej 4 potencjał w górnym punkcie wzmacniacza jest „podnoszony” o +14 V. Ta metoda jest stosowana do momentu, gdy wartość napięcia wejściowego spadnie z 16 do 2 V. (Uważaj, aby izolatory mogły zmierzyć maksymalne napięcie w trybie wspólnym, które mogą cuchnąć.)

Ponadto, jako warunek wstępny doboru tych izolacji i kradzieży, pozostałym plonem przy kompletowaniu pętli naciągowej jest wybór niezbędnej kamizelki ratunkowej.

Vibir dzherela życie

Znaczące, jakby życie było najlepszą drogą do twojej pomocy, to jest proste. Podczas pracy w pętli strum blok życia jest odpowiedzialny za widzenie napięcia, nawet większego, lub obniżenie sumy spadku napięcia na wszystkich elementach systemu.

Dołączony do zbierania danych z naszego tyłka, precyzyjny bocznik vicorist dla brzdąkania vimiryuvannya.
Konieczne jest poluzowanie spadku napięcia na którym rezystorze. Typowy rezystor bocznikowy może wynosić 249 Ω. Oświetlenie podstawowe przy zasięgu struny w pętli strum 4 .. 20 mA
pokaż dalej:

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

Z bocznika z podporą 249 Ω możemy pobrać napięcie w zakresie od 1 do 5, zmieniając wielkość napięcia na wejściu urządzenia do gromadzenia danych o wielkość sygnału wyjściowego imadła.
Jak się już domyślało przełączenie na imadło minimalnego napięcia roboczego 12 V przy maksymalnie 30 V. Dodając spadek napięcia na precyzyjnym bocznikującym oporniku do napięcia roboczego przełączenia można nadepnąć na:

12V+5V=17V

Na pierwszy rzut oka podciągnij napięcie 17V. Konieczne jest, protek, aby vrahuvati dodatkove navantazhennya na bloku życia, jakby tworzyli rzutki, co może elektryczny opir.
Ponieważ czujnik znajduje się daleko od urządzeń nawijających, Twoim obowiązkiem jest ochrona współczynnika podparcia drutu podczas otwierania pętli brzęczyka. Mіdnі droti mayut opіr postіy strum, co jest wprost proporcjonalne do ich dozhiny. W przypadku czujnika imadła z kolbą, musisz obrócić 2000 stóp napięcia linii przy określonym napięciu roboczym liny asekuracyjnej. Długość jednożyłowego kabla miedzianego 2,62 Ω/100 stóp. Wygląd którego wsparcie podano w następujący sposób:

Sam Opir, żona żyła 2000 stóp, stając się 2000 * 2,62 / 100 = 52,4 m.
Spadek napięcia w jednym magazynie mieszkalnym 0,02 * 52,4 = 1,048 V.
Aby zamknąć lancę, potrzebne są dwie rzutki, wtedy zostanie wygrana długość linki i
poza spadkiem napięcia otrzymujemy 2,096 U. Wynik jest bliski 2,1 Dla tego, kto podchodzi do drugiego przywiązania, wynosi 2000 stóp. Po obliczeniu spadku napięcia na wszystkich elementach obwodu bierzemy pod uwagę:
2,096 + 12 + 5 = 19,096 V

Jeśli użyłeś 17 V do obwodu pod napięciem, jak widać, napięcie przyłożone do przełącznika będzie niższe niż minimalne napięcie robocze dla spadku na wsporniku drutu i rezystorze bocznikowym. Wybór typowej kamizelki ratunkowej 24 V Dodatkovo - rezerwa napięcia, aby pomieścić czujnik imadła na większej szerokości.

Wraz z wyborem prawidłowego doboru obrabiarki, dołączeniem zbioru danych, zainstalowaniem kabli i liny asekuracyjnej, budowa prostej pętli drążka jest zakończona. W przypadku większej liczby programów składania można włączyć dodatkowe kanały, aby wyłączyć system.

Pętla prądowa jest sposobem przesyłania informacji za pomocą vimiryuvanih wartości mocy strumienia elektrycznego. Z reguły system ze zmienną pętlą dźwiękową zawiera czujnik (ciśnienia, temperatury, ciśnienia gazu), nadajnik, odbiornik i przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC) lub mikrokontroler (rysunek 1).

Ryż. jeden.

Na wyjściu czujnika powstaje napięcie proporcjonalne do mierzonego parametru. Przekazywanie (tłumienie strumienia, zasilanie) przekształcanie napięcia z czujnika na żywotny strumień od 4 do 20 mA. Na drugim końcu linii odbiornik (wzmacniacz napięcia, przebijanie dźwięcznika) odwraca dźwięcznik 4 ... 20 mA z powrotem przy napięciu. Konwersja analogowo-cyfrowa przekształca napięcie wejściowe do dalszego przetwarzania przez procesor lub mikrokontroler.

W systemach z interfejsem strum loop informacja jest przesyłana za dodatkowym modulowanym sygnałem strum. Pętla strum ma 4 ... 20 mA, najniższa wartość sygnału to 4 mA, a najwyższa 20 mA. Również cały zakres dopuszczalnych wartości wynosi 16 mA. Na pętli sygnał o natężeniu 4 mA jest stale wzmacniany, a przy niższej wartości brzęczyka pojawia się linia urwisza, która pozwala łatwo zdiagnozować tę sytuację.

Z reguły w systemach automatyki przemysłowej czujniki są daleko w dużej skali od jednostki centralnej, która steruje, więc pętla strum nie straciła na znaczeniu, oscylatory są najbardziej przejściowym interfejsem analogowym, szczególnie w parach z metodami danych transmisja przez napięcie. Bardziej zaawansowany system, który obejmuje pętlę brzdąkania do przyjaciela (na przykład do sterowania napędem), został zademonstrowany na małej 2.

Ryż. 2.

Spiryuchis na schemacie tsyu, razglyadno rіshennya, yakі kompanіі Maxim proponuє dla її realіzatsії.

Operacyjne pidsiluvach
jaka peretvoryuvach struna napięciowa

Na małej 3 przedstawiono prostą implementację przełącznika „dźwięku napięciowego” z innym przełącznikiem ciśnienia roboczego (OS) MAX9943. Duński wzmacniacz operacyjny o napięciu ±15 zapewnia bezpieczny strumień wyjściowy większy niż ±20 mA, a także jest stabilny przy napięciu do 1 nF, co czyni go jeszcze ważniejszym dla Victorii w długiej linii transmisyjnej. Do pracy w zakresie strumienia wyjściowego 0...20 mA możliwa jest jednobiegunowa żywotność zasilacza, wagi MAX9943 zapewniają bezpieczny zakres napięcia wyjściowego, co zwiększy napięcie życia ( wyjście kolej-szyna).

Ryż. 3.

W tym schemacie spadek pomiędzy napięciem wejściowym a strumieniem na wejściu jest opisany przez virase: V IN = (R2/R1) r R SENSE ґ I LOAD + V REF . Typową wartością podpory navantage może być k_lka kOhm, Dla tego zastosowania: R1 = 1 kOhm; R2 = 10 kΩ; R SENSE = 12,5 omów; R OBCIĄŻENIE = 600 omów.

Aby przekonwertować napięcie wejściowe ±2,5 V na impuls ±20 mA, napięcie odniesienia V REF jest spowodowane obecnością 0 V w linii strumienia 4 mA. Przy V REF = -0,25 Napięcie wejściowe 0…2,5 jest konwertowane na strumień wyjściowy 2…22 mA. Zadzwoń do sprzedawców, aby wybrać trzy rozszerzenia zakresu dynamicznego, aby uzyskać możliwość dalszej kalibracji oprogramowania. Depozycja napięcia wejściowego i strumienia wyjściowego pokazano na rysunkach 4 i 5.

Ryż. cztery. I LOAD wejście V IN dla wyjścia ±20 mA

Ryż. 5. Zarezerwowane I LOAD w V IN dla wyjścia 4-20mA

Wzmacniacze sygnału pętli strum MAX15500 i MAX15501

Schemat dla małej trójki najbardziej zróżnicowanych pilotów operacyjnych to prosta implementacja pętli strum, która prowadzi do fałdowania podczas kalibracji, a także dużej straty w transmisji sygnałów w rzeczywistych umysłach operacyjnych. W rzeczywistości do realizacji konwersji „napięciowej” konieczne jest zastosowanie rozwiązań jednoukładowych, których parametry techniczne są po prostu opisane w dokumentacji.

Ryż. 6.

Przykład takiego rozwiązania MAX15500/15501, programowanie przez interfejs SPI w celu utworzenia wyjścia strumienia analogowego na wyjście napięciowe. Napięcie wejściowe tych zmian, dźwięk, pobierane jest z wyjścia zewnętrznego DAC-a. Dla MAX15500 zakres napięcia wejściowego wynosi 0...4,096 V, a dla MAX15501 0...2,5 V. Sześć trybów zrobotyzowanego stopnia wyjściowego jest dostępnych poprzez oprogramowanie: ±10 V; 0…5; 0...10 V; ±20 mA; 0...20 mA; 4...20 mA. Mikroukłady zapewniają ochronę przed krótkim migotaniem; wyznaczone odgolenie linii przesyłowej; zahist w przypadku przegrzania i wynikający z tego spadek napięcia jest poniżej progu.

MAX5661 - DAC z wyjściem strum

Największa opcja integracji do konwersji z wyjściem strum MAX5661. Jest to jednokanałowy 16-bitowy przetwornik cyfrowo-analogowy z precyzyjnym przełącznikiem wysokiego napięcia, który organizuje rozwiązanie konwersji sygnału cyfrowego z procesora na wyjście strumieniowe (0...20 mA lub 4...20 mA) lub do normy przemysłowej ±10 V.

Ryż. 7.

Kontrola tego transferu danych w przetworniku cyfrowo-analogowym opiera się na dostarczonym przez chotiri interfejsie SPI. W mikroukładach wyjścia transmisyjnego #FAULT, za pomocą którego można zdiagnozować golenie pętli strum lub krótkie migotanie napięcia wyjściowego. Zauważ, że MAX5661 używa innego napięcia odniesienia 4,096V. MAKS6341, MAKS6133 lub MAX6033. W celu łatwego opanowania całej funkcjonalności MAX5661 oferowana jest tarcza do żucia podatków. MAX5661EVCMAXQU+ z interfejsem do komputera PC z DAC z dodatkowym interfejsem graficznym (GUI).

MAX1452 - konwersja sygnału czujnika
przy pętli struny

Dosi przyjrzał się rozwiązaniu, dodając sygnał do sygnału z mikrokontrolera chi DAC, tobto. transmisja krytycznych sygnałów. Aby usunąć sygnał strumienia z boku czujnika Maxim, włóż mikroukład MAX1452, wraz z analogową częścią wzmacniacza operacyjnego do tworzenia sygnału informacyjnego i obwodem cyfrowym, który zapewnia kompensację dryfu temperatury, substroyuvannya zsuva zero, a także programowanie dodatkowego współczynnika przenoszenia PGA. Wszystkie współczynniki budowy pobierane są z pamięci EEPROM o łącznej pojemności 768 bajtów.

Rysunek 8 przedstawia schemat połączeń MAX1452 z wyjściem strum 4...20 mA i pętlą pod napięciem. W celu uformowania struktury tranzystor jest skręcony w pobliżu pętli 2N2222A.

Ryż. osiem.

Modem HART DS8500

HART ( Protokół zdalnego przetwornika adresowalnego na autostradzie) - protokół cyfrowy do przesyłania danych, który z reguły pozwala skonfigurować czujnik lub pobrać informacje o stacji Yogo z wybranych linii, na których zorganizowana jest analogowa pętla strum. W celu transmisji danych cyfrowych sygnał modulacji FSK (modulacja przeskoku częstotliwości) jest generowany przez pętlę strumieniową 4 ... 20 mA (rysunek 9). Ten sposób implementacji pozwala na złamanie protokołu HART w już istniejących systemach z analogową pętlą strum.

Ryż. 9.

Aby zorganizować fizyczny poziom HART (modulacja i demodulacja), Maxim podpiera chip do modemu HART ds8500, Pozwala na zastosowanie trybu odbiorczo-przesyłowego full-duplex, z którym „1” jest modulowany z częstotliwością 1,2 kHz, „0” – 2,2 kHz. Funkcjonalnie DS8500 składa się z demodulatora, filtra cyfrowego, ADC, modulatora i DAC (rysunek 10).

Ryż. dziesięć.

Podobna architektura (ze względu na obecność cyfrowego filtrowania i przetwornika cyfrowo-analogowego, który generuje czysty sinusoidalny sygnał z nieprzerwanych przesunięć fazowych między częstotliwościami) zapewnia, że sygnał nie zostanie odebrany w umysłach przesunięcia.

Visnovok

Firma Maxim oferuje szeroką gamę rozwiązań do organizowania transmisji danych z różnych pętli strumieniowych, zarówno od czujników do centralnej jednostki sterującej, jak i od tej samej jednostki do koncentratorów sterujących. Krym, w celu rozszerzenia funkcjonalności podobnego systemu przemysłowego w linii Maxim, istnieje ponad 300 różnych chipów interfejsu RS-485/RS-232, MOŻE, LIN.