Thực chất của tự động hóa là gì? Thực tế là toàn bộ luồng thông tin được truyền từ các nguồn sơ cấp (cảm biến). Giả định rằng dữ liệu đến phải tương ứng với thực tế, hiển thị thông tin theo thời gian thực, điều này ngụ ý rằng tỷ lệ cập nhật cao. Chỉ bằng cách này, người ta mới có thể giám sát đối tượng điều khiển một cách hiệu quả để ngăn chặn các báo động giả và các tình huống khẩn cấp. Các mô-đun I / O analog và kỹ thuật số có thể giúp thực hiện việc này.
Nội dung
Để kết nối một thiết bị truy cập từ xa, được sử dụng để tích lũy một lượng lớn dữ liệu, một số cơ chế phụ trợ (điều hành) được sử dụng. Đơn vị hoạt động như thế nào? Nó đo lường các chỉ số tương tự và rời rạc nhận được, chuyển đổi dữ liệu sang bộ điều khiển, cũng như thiết bị điều khiển, máy chủ (đám mây), PC và các loại thiết bị khác.
Đặc điểm chính của các nút I / O:
Các nút đầu vào-đầu ra là:
Các loại | Sự miêu tả |
---|---|
Rời rạc | Chức năng sau được cung cấp: tiếp nhận và chuyển đổi các lệnh đã nhận, bao gồm cả các lệnh rời rạc, sau đó được gửi đến lưới chung. Nó được thực hiện bằng cách sử dụng một trong các giao thức đi kèm, được kết nối ngay sau khi nhận được lệnh tương ứng. |
Analog | Nó thu thập và xử lý thêm thông tin nhận được của một loại tương tự. Sau đó, nó được phát tới máy chủ chính, máy chủ này sẽ giải mã theo giao thức hiện tại. |
Điều đáng chú ý là trong mỗi trường hợp được xem xét, lệnh nhận được sẽ được chỉ ra trong một trong các phạm vi:
Trong một số trường hợp nhất định, cần phải trang bị các cổng chuyên dụng giúp nhận tín hiệu từ RTD hoặc cặp nhiệt điện.
Các mô-đun kiểu rời rạc giả định sự hiện diện của một lệnh logic trong một phạm vi nhất định, trong khi các mô-đun tương tự đồng ý với hiệu suất điện từ của chúng, có thể so sánh với các bộ truyền động được điều khiển bởi hệ thống.Các nút đầu vào nhận tín hiệu từ bus chung thông qua một giao thức nhất định, sau đó chúng được truyền đến các đường đầu ra.
Cần lưu ý rằng cả hai kênh của mô-đun và mạch cung cấp đều có cách ly điện từ bus chung.
Các đơn vị được sử dụng có thể hoạt động với một trong nhiều giao thức truyền thông: Modbus, DeviceNet, RTU. Nguyên tắc trao đổi giao thức thông tin giữa nút và bộ điều khiển như sau: chủ và phụ, trong đó mô-đun là phụ. Bộ xử lý thiết bị, đã yêu cầu dữ liệu từ tất cả các kênh và sửa trạng thái của chúng, đợi lệnh khởi tạo từ PLC để nhận và truyền thông tin này.
Có những mô hình phổ biến trong đó lệnh trao đổi tự khởi tạo nút đầu vào, nút này nhận được thông tin về sự thay đổi trạng thái kênh. Có một địa chỉ chuyển dữ liệu từ nút đến PLC. Bộ xử lý cũng có thể thực hiện các chức năng bổ sung, chẳng hạn như:
Các nhà sản xuất tốt nhất sản xuất các mô hình trong một số sửa đổi. Chúng khác nhau về chức năng, giá cả trung bình, khả năng, đặc tính kỹ thuật, vật liệu chế tạo các bộ phận thành phần, tương tác với PLC thông qua một bus chung. Hãy đi sâu vào từng tùy chọn chi tiết hơn.
Trao đổi dữ liệu diễn ra bằng giao thức DeviceNet. Một mô hình phổ quát cho phép bạn sử dụng các quy trình giao tiếp khác nhau, bao gồm cả sự thay đổi (COS). Có một đầu vào tín hiệu multibyte. Nó là gì? Trước hết, giải pháp tối ưu I / O từ xa cho ACS. Dòng sản phẩm này bao gồm các mô-đun tiêu chuẩn và mẫu thử với các đầu nối đặc biệt để có thể kết nối các cảm biến.
Có tám kênh đầu vào-đầu ra của tín hiệu rời rạc với bộ thu PNP- hoặc NPN mở. Các kênh được cách ly về mặt quang học với nguồn hoặc tải dữ liệu. Ngoài ra còn có bảo vệ chống quá dòng, khi cực tính của điện áp cung cấp bị đảo ngược, từ điện áp quá cao.
Tất cả các thiết bị đều hỗ trợ giao thức DeviceNet. Có thể kết nối ba nút mở rộng bổ sung với mô-đun chính. Các thiết bị bổ sung có thể hoạt động trên mạng DeviceNet / ModBus. Sản phẩm này làm cho nó có thể:
Đồng thời, tốc độ truyền thông tin trực tiếp phụ thuộc vào khoảng cách giữa nút và thiết bị chủ. Kết quả là, chúng tôi nhận được hình ảnh sau:
Trọng lượng của các mô-đun, tùy thuộc vào thương hiệu, dao động từ 64 đến 59 gram. Có các tính năng bổ sung như vậy:
Sự hiện diện của đầu nối e-Con đặc biệt trong cụm kết nối các cảm biến giúp kết nối nhanh chóng và không phức tạp, đồng thời tiết kiệm không gian trống trong quá trình lắp đặt.
Tổng quan về các đặc tính kỹ thuật sẽ hiển thị hình ảnh sau:
Để trao đổi dữ liệu, giao thức Modbus RTU được sử dụng và chỉ có thể thực hiện một thủ tục: thực hiện thăm dò theo chu kỳ (POLL) và đầu vào thông tin 1 byte. Mô hình cho phép bạn mở rộng số lượng cổng cho tín hiệu đầu ra và đầu vào của PLC, bảng điều hành hoặc PC.
Số kênh là 8, được cách ly về mặt quang học với tải và khỏi nguồn tín hiệu, cũng như chống tăng điện áp, đảo cực, v.v. Có một cài đặt tốc độ truyền tự động phù hợp với tốc độ của thiết bị chủ (PC, PLC, v.v.). Số lượng kết nối tối đa của các mô-đun cơ bản như vậy với tổng thể là 63. Các nút mở rộng bổ sung có thể được kết nối để hoạt động trong mạng DeviceNet / ModBus.
Một sản phẩm rất nhỏ gọn với chiều rộng 26 mm. Đối với thanh DIN hoặc lắp bảng điều khiển bằng bu lông. Kết nối các cảm biến nhanh chóng và dễ dàng bằng cách sử dụng đầu nối e-Con. Có khả năng hoạt động ở khoảng cách đáng kể - lên đến 800 m. Về thông số, chúng gần như tương tự với phiên bản trước.
Một thiết bị nhỏ gọn bao gồm:
Nó có thể kết hợp đồng thời 64 thiết bị I / O và sử dụng chúng để điều khiển. Thiết bị được trang bị các thiết bị đầu cuối cắm cho phép bạn nhanh chóng kết nối các yếu tố bên ngoài. Việc lắp đặt cấu trúc được thực hiện trên đường ray DIN. Khả năng tắt khối đầu cuối và khối điều khiển giúp bạn có thể tiến hành bảo trì hệ thống mà không cần tắt kênh liên lạc và nguồn điện. Cấu trúc có thể được lắp đặt với không gian trống không đủ, vì kích thước nhỏ của nó cho phép nó được thực hiện mà không cần nhiều nỗ lực và sự khéo léo.
Các sản phẩm được sử dụng trong các lĩnh vực sau:
Để xác định được sản phẩm tốt nhất, bạn cần nghiên cứu đánh giá chất lượng của các model, xác định tiêu chí lựa chọn, làm rõ ưu nhược điểm của chúng, cũng như mức giá trung bình và hiểu rõ tính năng của chúng. Các ưu điểm của mô-đun ARIO bao gồm:
Phạm vi ứng dụng của các thiết bị loại này, với điều kiện chúng ta đang nói về các thiết kế cung cấp cho việc sử dụng các thiết bị đó, như sau:
Khi cần thiết phải mua các mô-đun, rất nhiều câu hỏi nảy sinh, bao gồm cả việc chọn công ty nào tốt hơn để chọn sản phẩm. Có rất nhiều mẫu mã phổ biến, các nhà sản xuất cố gắng làm hài lòng những người dùng tỉ mỉ nhất. Các tùy chọn thông minh tốn rất nhiều tiền; các tùy chọn có thương hiệu không hề rẻ.
Thương hiệu nào tốt hơn để mua phụ thuộc vào sở thích của người dùng và phạm vi của thiết bị. Đánh giá của khách hàng, điều đáng để quan tâm, cũng rất quan trọng. Tốt hơn hết là đừng phạm sai lầm khi lựa chọn, vì kết quả cuối cùng có thể là tiêu cực và tiền sẽ bị lãng phí.
Trước khi ghé thăm các cửa hàng chuyên dụng hoặc đặt hàng thiết kế trực tuyến tại một cửa hàng trực tuyến, bạn nên lắng nghe các khuyến nghị của các chuyên gia trong lĩnh vực này và nhận được lời khuyên thiết thực từ họ. Nó là cần thiết để không bỏ lỡ các mặt hàng mới của cả Nga và nước ngoài sản xuất. Theo người mua, bạn có thể chọn một sản phẩm chất lượng với giá cả phải chăng. Không thể chế tạo một thiết bị như vậy bằng tay của chính bạn và không cần thiết phải làm như vậy. Nhưng bạn có thể cài đặt nó mà không cần hỗ trợ.
Mô-đun bốn kênh dựa trên DAC 8775, có bộ chuyển đổi LM 5166 tích hợp, giúp đưa công suất tiêu tán đến chỉ số 1 W. Thiết bị yêu cầu điện áp đầu vào từ 1,5 đến 40 V. Nó có khả năng tái tạo 4 nguồn riêng biệt ở đầu vào, được sử dụng để điều khiển kết nối của các thiết bị ngoại vi. Các tính năng của nó bao gồm sự hiện diện của quản lý công suất thích ứng của các đầu ra hiện tại, cũng như chỉ báo về dòng chuyển mạch 4 - 20 mA trên mỗi kênh.
Sản phẩm có giá bao nhiêu? Nhà sản xuất cung cấp sản phẩm của mình với giá thỏa thuận, tùy thuộc vào cấu hình.
Các sản phẩm được phân loại là mô-đun đầu vào analog đầy đủ tính năng, đáp ứng nhu cầu ngày nay về hiệu quả và chức năng, cũng như mật độ kênh, trong một kích thước PCB vừa phải. Các tính năng khác biệt - tiêu thụ điện năng thấp và nhiều nhiệt độ hoạt động. Thiết kế này hoạt động trên cơ sở bộ chuyển đổi DC / DC ở chế độ Charge Pump. Bạn có thể chuyển từ chế độ đơn kênh sang đa kênh mà không cần điều chỉnh các thông số công suất chính.
Các tính năng chính của sản phẩm bao gồm:
Bạn có thể kết nối đầu vào analog đơn hoặc đa kênh với tín hiệu đầu vào lưỡng cực. Thích hợp cho các thiết bị kênh này sang kênh khác cũng như cho các đầu vào có cách ly nhóm.
Giá của hàng hóa có thể thương lượng.
Sản phẩm giúp đo tín hiệu tương tự với đầu vào tương tự được tích hợp sẵn và chuyển các giá trị thu được thành giá trị vật lý, để dữ liệu sau này có thể được truyền qua mạng RS-485. Nó có tốc độ truyền từ 2400 đến 115200 bps. Các giao thức được hỗ trợ: DCON, OBEH, ModBus RTU, Modbus ASCII. Các đặc tính kỹ thuật chính:
Sản phẩm có thể được mua với mức giá 5160 rúp.
Thiết bị tương tự kênh đơn với điện trở nhiệt, LED - chỉ báo, Modbus / RTU và DCON. Giao diện kiểu RS-485, có một hệ thống nhận dạng đứt gãy, có một đầu nối và các thiết bị đầu cuối vít. Độ chính xác đo lường khá cao - lên đến 0,05%. Bạn có thể gắn thiết bị theo hai cách: sử dụng thanh DIN hoặc trực tiếp lên tường. Công suất tiêu thụ - 1,2 W, điện áp đầu vào trong khoảng từ +10 đến +30 V, nhiệt độ hoạt động - từ -25 đến +75 độ.
Sản phẩm có thể được mua với mức giá 16.718 rúp.
Thiết bị được sản xuất nhằm mục đích điều khiển các EE rời rạc tích hợp bằng cách sử dụng các tín hiệu từ mạng RS-485, được sử dụng để kết nối các cấu trúc điều hành với điều khiển rời rạc, cũng như thu thập thông tin từ các đầu vào rời rạc của các mô-đun và sau đó truyền đến mạng. Tính năng chính là nó hỗ trợ nhiều giao thức, bao gồm DCON và ModBus RTU. Chỉ báo tỷ giá hối đoái dao động từ 2400 đến 115200 bps.
Các đặc điểm chính:
Gắn trên tường hoặc đường ray DIN.
Chi phí mua lại trung bình là 5760 rúp.
Thiết bị điều khiển việc nhận tín hiệu từ mạng RS-485 bằng các phần tử đầu ra được tích hợp sẵn, nhờ đó việc kết nối các thiết bị điều hành với điều khiển rời rạc diễn ra. Hỗ trợ một số lượng lớn các giao thức: ModBus RTU, OBEH, DCON, Modbus ASCII, cũng như dịch vụ đám mây OwenCloud. Tỷ giá hối đoái đáng kể: từ 2400 đến 115200 bps. Kích thước không đáng kể: 63 x 110 x 75 mm, cấp độ bảo vệ IP20, độ ẩm cho phép 80%, chế độ nhiệt độ từ -10 đến +55 độ. Hai phương pháp lắp: tường hoặc đường ray DIN.
Chi phí trung bình của một sản phẩm là 5580 rúp.
Các model này được các nhà sản xuất thiết kế và sản xuất với mục đích điều khiển tín hiệu từ Internet bằng các phần tử đầu vào rời rạc được tích hợp sẵn, nhiệm vụ chính là kết nối các thiết bị truyền động với điều khiển rời. Giao diện trao đổi - Internet kép với 10/100 Mbit, các giao thức trao đổi đã sử dụng - Modbus TCP (giúp bạn có thể tạo bốn kết nối đồng thời), SNMP và MQTT. Hai giao thức cuối cùng đang được phát triển.
Mô-đun Мх210 được định cấu hình bằng một trình cấu hình hỗ trợ công việc với một nhóm mô-đun. Nó cung cấp khả năng có quyền truy cập vào tất cả các tham số. Thiết bị được kết nối bằng giao diện Ethernet hoặc USB (qua đầu nối microUSB). Việc sử dụng USB không yêu cầu sử dụng nguồn điện bên ngoài cho mô-đun.
Hoạt động ở hai chế độ:
Chỉ số điện áp tối đa:
Thời gian bật và tắt là tối thiểu và đạt 15 ms. Hoạt động ở điện áp nguồn từ 10 đến 48 V. Công suất tiêu thụ không quá 6 W. Có bảo vệ chống đảo cực. Làm việc với các tệp lưu trữ, kích thước tối đa không vượt quá 2 kb. Sản phẩm có kích thước 42 x 124 x 83 mm, chỉ nặng 0,4 kg, có cấp độ bảo vệ IP20 và được gắn trên tường hoặc ray DIN. Phạm vi nhiệt độ phòng để làm việc hiệu quả là từ -40 đến +55 độ. Độ ẩm tương đối có thể đạt 10 đến 95 phần trăm.
Cấu hình cơ bản giả định sự hiện diện của các thành phần sau:
Chi phí trung bình từ nhà sản xuất là 7440 rúp.
Các mô-đun I / O là giao diện giữa thế giới thực và bộ xử lý. Tất nhiên, bức tranh lý tưởng trông như thế này: bộ xử lý chứa hoàn toàn tất cả các chỉ số của tín hiệu đo trong bất kỳ khoảng thời gian nào. Nhưng điều này vẫn chưa thể đạt được, vì có thể có hàng nghìn kênh đầu vào - đầu ra từ một số thiết bị và các kênh của kế hoạch đo bị hạn chế về băng thông, do đó, các giá trị đo đạt được quá trình không phải khi chúng ta muốn, mà chỉ ở những thời điểm rời rạc trong thời gian.
Một số cấp độ và tùy chọn để thăm dò kênh đầu vào đã được phát triển và áp dụng. Thiết kế hiện đại của đầu vào có bộ vi điều khiển riêng, nhờ đó hoàn toàn tất cả các kênh được thăm dò theo chu kỳ với hướng tiếp theo của thông tin nhận được vào bộ đệm. Nếu hệ thống tự động giả định chỉ sử dụng một vài kênh mô-đun, thì các kênh không sử dụng có thể tạm thời bị loại khỏi quy trình bỏ phiếu (bị che). Điều này sẽ giúp hệ thống hoạt động nhanh chóng và hiệu quả hơn.
Hiện tại, mô-đun I / O rời rạc rất phổ biến, có thể ở hai trạng thái: tắt và bật. Analog I / O sử dụng nhiệt kế, cặp nhiệt điện, tín hiệu dòng điện và điện áp phổ quát, RTD, v.v. làm tín hiệu.