Модули дискретного и аналогового ввода-вывода сигналов, какие функции выполняют и схемы подключения

Модули аналогового и цифрового ввода-вывода

Всем привет!

Меня зовут Рик, я инженер компании «НТК Приборэнерго». Сегодня я хочу рассказать о модулях входов выходов аналоговых и дискретных сигналов. Модули входа-выхода обеспечивают обмен данными с управляющим компьютером или контроллером с помощью интерфейса, позволяя собирать, накапливать, контролировать и преобразовывать данные.

Область применения таких устройств чрезвычайно широка. Модули ввода-вывода применяются для контроля параметров энергетических систем, контроля и управления технологическими процессами в металлургии, химической, газовой, машиностроительной, пищевой и других отраслях промышленности. 

С их помощью возможна автоматизация работы локальных технологических устройств, производственных линий и участков. Модули ввода-вывода являются базовыми элементами при разработке систем сбора и передачи информации в схемах управления промышленной автоматики, системах диспетчеризации и управления производственными комплексами.

Рис. 1- Пример модуля ввода-вывода 

Дискретные и аналоговые модули ввода-вывода

Различают устройства дискретного ввода вывода и аналогового ввода вывода. Функционал дискретного модуля подразумевает приём и преобразование полученной команды, которая передаётся в общую шину сети по выбранному протоколу связи. Для работы модулей дискретного типа предполагается наличие логической команды, которая может быть передана на модуль в виде сигнала в определённом диапазоне.

Аналоговые устройства (контроллер ввода вывода) принимают и преобразуют аналоговую информацию в цифровой вид согласно выбранного протокола связи, после чего данные поступают на сервер и обрабатываются. При работе аналоговые модули ввода-вывода преобразовывают сигнал из цифрового в аналоговый и обратно. Такая операция выполняется с помощью АЦП (аналого-цифрового преобразователя) и ЦАП (цифро-аналогового преобразователя) соответственно. АЦП и ЦАП при этом входят в состав модуля ввода-вывода.

Модули дискретного ввода сигналов позволяют преобразовывать входной цифровой сигнал в сигнал интерфейса RS-485. Такие цифровые устройства применяются для создания систем управления процессами производства, регулирования, сбора и обработки информации.

Модули дискретного вывода сигналов обеспечивают сопряжение выходного сигнала с интерфейсом RS-485.

Модули аналогового ввода обеспечивают АЦП и ЦАП-преобразование входного сигнала с датчиков или иных устройств контроля. Входной сигнал преобразуется в цифровой сигнал интерфейса RS-485 и используется далее для систем управления производственными процессами, систем сбора и обработки информации.

Модуль аналогового вывода обеспечивают АЦП и ЦАП-преобразование выходного сигнала в интерфейсе промышленных сетей RS-485.

Рис. 2-Чертеж модуля ввода-вывода

Таб. 1-Технические характеристики 

Модули ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов производства НТК Приборэнерго

Наша компания выпускает модули преобразования сигнала, с подключением по интерфейсу RS-485 с помощью протокола ModBus RTU или DCON к компьютеру, программируемому логическому контроллеру или системам сбора данных на основе различных датчиков. Обмен данными в блоках модуля выполняется согласно принципа Master – Slave (ведущий – ведомый). 

Аналоговые и цифровые устройства ООО «НТК Приборэнерго» оснащаются следующими функциями:

• выполняют АЦП и ЦАП-преобразование напряжения и тока;

• позволяют вводить и выводить аналоговые и цифровые сигналы;

• измерять частоту сигнала;

• имеют сторожевой таймер, встроенный в микроконтроллер, аппаратный и системный сторожевой таймер, таймеры длительности логических операций. Функция сторожевого таймера позволяет перезапустить устройство в случае нестабильного питания или некорректной работы модуля и перевести выходы устройства в безопасное состояние;

• оснащаются счётчиком импульсов;

• возможность преобразования интерфейсов;

• преобразование и нормализация аналоговых сигналов.

Модули аналогового и дискретного ввода могут эксплуатироваться в тяжёлых условиях и имеют систему защиты от короткого замыкания и повышенного напряжения.

Функциональные части каждого из модулей гальванически развязаны друг с другом, что обеспечивает совместимость устройств и защищает передаваемый сигнал от помех.

Устройства оснащаются защитой по питанию от неправильного подключения полярности и от кратковременного превышения питающего напряжения. Так же предусмотрена термозащита в виде отключения устройства при перегреве.

Модули монтируются с помощью саморезов или устанавливаются на DIN-рейку 35мм. Сечение проводов может выбираться от 0,5 до 2,5 мм, модули оснащаются быстросъёмными разъёмами.

Для уменьшения наводок на кабель и повышения устойчивости передачи данных, модули рекомендуется подключать к сети RS-485 с помощью экранированной витой пары.

• Модули ввода-вывода вы можете найти тут

Рис. 3- Расшифровка наименований 

Выводы

Популярность модулей ввода-вывода и их использование в системах персональных компьютеров и программируемых логических контроллеров только растёт. При этом более перспективным направлением можно считать применение модулей ввода-вывода в программируемых контроллерах автоматизации из-за возможностей использования ПК и надёжности самих контроллеров.

Модули аналогового и цифрового вывода и вывода способны работать автономно и могут быть успешно интегрированы в существующую систему автоматизации. Данные устройства неприхотливы в использовании и имеют возможность без дополнительных реле подключать датчики и другие исполнительные устройства. При этом гибкая система подачи питания и наличие гальванической развязки позволяет подключать разные устройства к одному модулю.

На базе процессора модуля ввода-вывода можно разрабатывать и дополнительные задачи, связанные с работой систем – контроль напряжения питания, калибровка, приведение считываемых данных с датчиков в линейный вид (линеаризация), различная диагностика и другие задачи.

По вопросам покупки и применения модулей аналогового и цифрового ввода-вывода производства ООО «НТК Приборэнерго» прошу обращаться по e-mail rik@ntkpribor.ru и тел. +7 (495) 137-66-97.

•  Модули дискретного ввода серии PRE_DI
•  Модули дискретного вывода серии PRE_DO
•  Модули дискретного ввода-вывода серии PRE_DIDO
•  Модули аналогового ввода серии PRE_AI
•  Модули аналогового вывода серии PRE_AO