Что такое модуль дискретного ввода
Перейти к содержимому

Что такое модуль дискретного ввода

  • автор:

У вас большие запросы!

Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.

Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.

Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад

3.2.1 Сигнальные модули (модули ввода/вывода)

1) Модули аналогового ввода (AI, analogue input). Они принимают от датчиков, подключенных к его входам, электрические сигналы унифицированного диапазона, например:

— 0-20 или 4-20 mA (токовый сигнал);

— 0-10 V или 0-5 V (потенциальный сигнал);

— сигналы от термопар (TC) измеряются миливольтами;

— сигналы от термосопротивлений (RTD).

Допустим, у нас есть датчик давления с диапазоном измерений 0-6 бар и токовым выходом 4-20 mA. Датчик измеряет давление P, которое в данный момент равно 3 бар. Так как датчик линейно преобразует значение измеряемого давления в токовый сигнал, то на выходе датчика будет:

. Вход модуля AI, настроенный на те же диапазоны (4-20 mA и 0-6 бар), принимает сигнал 12 mA и делает обратное преобразование:

. Соответствие диапазона электрического сигнала между входом модуля и выходом подключенного к нему датчика обязательно для корректной работы системы.

2) Модули дискретного ввода (DI, discrete input). Принимают от датчиков дискретный электрический сигнал, который может иметь только два значения: или 0 или 24 V (в редких случаях 0 или 220 V). Вход модуля DI также может реагировать на замыкание/размыкание контакта в подключенной к нему цепи. К DI обычно подключают датчики контактного типа, кнопки ручного управления, статусные сигналы от систем сигнализации, приводов, позиционирующих устройств и т.д. Допустим, у нас есть насос. Когда он не работает, его статусный (выходной) контакт разомкнут. Соответствующий дискретный вход модуля DI находится в состоянии “0”. Как только насос запустили, его статусный контакт замыкается, и напряжение 24 V идет на клеммы входа DI. Модуль, получив напряжение на дискретном входе, переводит его в состояние “1”.

3) Модули дискретного вывода (DO, discrete output). В зависимости от внутреннего логического состояния выхода (“1” или “0”) устанавливает на клеммах дискретного выхода напряжение 24 V или 0 V соответственно. Есть вариант, когда модуль в зависимости от логического состояния выхода просто замыкает или размыкает внутренний контакт (модуль релейного типа).

Модули DO могут управлять приводами, отсечными клапанами, зажигать светосигнальные лампочки, включать звуковую сигнализацию и т.д.

4) Модули аналогового вывода (АО, analogue output) используются для подачи токового управляющего сигнала на исполнительные механизмы с аналоговым управляющим сигналом.

Допустим, регулирующий клапан с управляющим входом 4-20 mA необходимо открыть на 50 %. В этом случае на соответствующий выход АO, к которому подключен вход клапана, подается ток I вых:

. Под действием входного тока 12 mA клапан переходит на 50 % открытия. Соответствие диапазона электрического сигнала между выходом модуля и входом подключенного к нему исполнительного механизма обязательно.

Модуль ввода/вывода также характеризуются канальностью – числом входов/выходов, а, следовательно, и количеством сигнальных цепей, которые к нему можно подключить. Например, модуль AI4 – это четырехканальный модуль аналогового ввода. К нему можно подключить 4 датчика. DI16 –модуль дискретного ввода, имеющий шестнадцать каналов. К нему можно подключить 16 статусных сигналов от технологических агрегатов.

В современных системах расположение модулей ввода/вывода на базовой плате строго не регламентировано, и их можно устанавливать в произвольном порядке. Однако один или несколько слотов, как правило, зарезервированы под установку коммуникационного модуля. Иногда возможна установка сразу двух коммуникационных модулей, работающих параллельно. Это делается для повышения отказоустойчивости системы ввода/вывода.

Одним их жестких требований, предъявляемых к современным подсистемам ввода/вывода, является возможность “горячей” замены модулей без отключения питания (функция hot swap).

Коммуникационные модули обеспечивают обмен данными между ПЛК, станциями распределенной периферии, интеллектуальными датчиками и исполнительными устройствами. Модули поддерживают один из коммуникационных протоколов:

Обмен информацией, как правило, осуществляется с использованием механизма ведущий-ведомый (masterslave). Только ведущее устройство на шине может инициировать обмен данными. Ведомые устройства пассивно прослушивают все данные, идущие по шине, и только в случае получения запроса от ведущего устройства отправляют обратно ответ. Каждое устройство на шине имеет свой уникальный сетевой адрес, необходимый для однозначной идентификации. Узлы ввода/вывода, как правило, являются ведомыми устройствами, в то время как контроллеры – ведущими.

На рисунке 9 показана цифровая полевая шина, объединяющая один контроллер (с монитором) и четыре узла ввода/вывода.

Каждое устройство, подключенное к шине, имеет свой уникальный адрес. Пусть, например, ПЛК с адресом 1 хочет считать показание датчика давления. Датчик подключен к станции распределенной периферии с сетевым адресом 5, к модулю AI, расположенному в слоте 6, входной канал 12. Тогда ПЛК формирует и отправляет по шине запрос следующего содержания:

Рис. 9 Подключение ПЛК и станций распределенной периферии к полевой шине

Каждый узел прослушивает все запросы на шине. Узел 5 узнает, что запрос адресован ему, считывает показание датчика и формирует ответ в виде следующего сообщения:

Контроллер, получив ответ от ведомого устройства, считывает поле данных с датчика и выполняет соответствующую обработку. Пусть, например, после обработки данных ПЛК вырабатывает управляющий сигнал на открытие клапана на 50 %. Управляющий вход клапана подключен к второму каналу модуля AO, расположенного в слоте 3 узла 7. ПЛК формирует команду следующего содержания:

Узел 7, прослушивая шину, встречает адресованную ему команду. Он записывает уставку 50 % в регистр, соответствующий слоту 3, каналу 2. При этом модуль AO формирует на выходе 2 необходимый электрический сигнал. После чего узел 7 высылает контроллеру подтверждение успешного выполнения команды

Контроллер получает ответ от узла 7 и считает, что команда выполнена. Это всего лишь упрощенная схема взаимодействия контроллера с узлами ввода/вывода. В реальных АСУ ТП, наряду с рассмотренными выше, используется множество диагностических, управляющих и сервисных сообщений. Хотя сам принцип “запрос-ответ” (“команда-подтверждение”), реализованный в большинстве полевых протоколов, остается неизменным.

Напомним еще раз, что наряду с рассмотренной выше схемой ввода/вывода в АСУ ТП могут применяться схемы ввода/вывода через сигнальные модули, установленные непосредственно в слоты (или на профильную рейку) ПЛК (без использования станций распределенной периферии).

Особенности модулей дискретного ввода

Следует обратить внимание на тот факт, что в модуле дискретного ввода имеется двенадцать дискретных входов и восемь таких же выходов. Ко входам иногда подключаются не только датчики по типу сухого контакта, но и транзисторные ключи типа н-п-н. Благодаря этому есть возможность подать н модуль сигнал от контактов на реле, датчиков бесконтактного типа, переключателей и прочих видов оборудования. Главное условие — обладать на выходе соответствующим видом сигнала. На модуль дискретного ввода цена вполне приемлемая.

Каждый из центральных процессоров оснащают встроенными интерфейсами ethernet. Они применяются с целью диагностики и программирования, также с их помощью выполняют обмен данными с прочими системами автоматизации. То же самое касается устройств и систем с человеко машинным интерфейсом. Каждый тип центрального процессора оснащается парой аналоговых входов. Есть у них набор дискретных выходов и входов, блоки питания и датчики с напряжением на выходе 24В. Подключаются внешние цепи посредством съемных терминальных блоков. К центральному процессору можно подключить до 3-х коммуникационных модулей, установить 1 сигнальную плату вывода-ввода.

Конструктивные моменты

Модули дискретного ввода заключены в корпуса. Их размер позволяет размещать внутри восемь электромагнитных реле, у которых перекидные контакты (как нормально разомкнутые, так и нормально замкнутые). Благодаря наличию встроенных импульсных блоков питания приборы работают, когда в сети от 100 до 260 В. У блока питания гальваническая изоляция на полторы тысячи вольт.

Если качественный модуль дискретного ввода купить в нашем магазине fgrus, то оборудование будет иметь при себе полный набор документов и гарантийных талонов, независимо от модели и производителя. Благодаря встроенным входам и выходам один модуль одновременно выполняет сразу несколько функций: собирает данные и управляет исполнительными механизмами.

С какими задачами позволяют справиться модули дискретного ввода:

  • собрать данные с водосчетчика или электрического счетчика в промышленной и коммунальной системе, учитывающей энергетические ресурсы;
  • подсчитать продукцию и управлять конвейером (они подсчитывают изделия и передают все данные на контроллер);
  • отслеживать тумблеры, кнопки и их состояние, которые находятся под ручным управлением и отрабатывают команды по включению и отключению исполнительных механизмов.

Модули дискретного ввода и вывода осуществляют в ручном и автоматическом режиме управление оборудованием: задвижками, вентиляторами, клапанами, насосами, которые внедряют в отопительные системы, вентиляцию и прочие инженерные системы. Именно при помощи модулей ДВВ и контроллеров происходит реализация программ запуска водонагревательных и паровых котлов, автоматизируется режим работы оборудования.

Предназначение модулей дискретного ввода ethernet

Прежде всего модули дискретного ввода ethernet предназначаются для того, чтобы собирать данные со встроенных дискретных входов и передавать их дальше в сеть интернет. К особенностям входов относится возможность работы в режиме счетчика импульсов, частота которых до ста кГц. Измеряют частоту до ста кГц, обрабатывают сигналы энкодеров до ста кГц.

После того как подключат дискретные сигналы, определяется наличие или отсутствие напряжение в сети. Также нужно произвести диагностику обрыва фазы в трехфазной сети, проконтролировать чередование фаз, подсчитать наработку моточасов. Модули дискретного ввода ethernet производят подсчет моточасов, в них встроен счетчик количества включений напряжения. Диапазон рабочих температур от -40 до +50 градусов. Настраиваются модули при помощи конфигураторов, поддерживающих работу с целой группой модулей. Они дают возможность быстро получить доступ к различным параметрам. Когда подключают по ЮСБ, нет необходимости во внешнем питании.

4.4.4 Модули дискретного ввода/вывода

Модули дискретного ввода/вывода для платформы автоматизации Modicon M340 представляют собой стандартные модули, занимающие один слот и оснащенные одним из следующих разъемов:

  • разъемом под винтовую или пружинную 20-контактную съемную клеммную колодку;
  • одним или двумя 40-контактными соединительными разъемами.

Большое количество дискретных входов и выходов в состоянии удовлетворить любым требованиям с точки зрения:

  • функций: входы/выходы переменного или постоянного тока, положительная или отрицательная логика;
  • модульности – 8, 16, 32 или 64 каналов на модуль.

На входы модуля могут подаваться сигналы датчиков и при этом обеспечивается:

  • сбор сигналов;
  • адаптация уровней;
  • электрическая развязка;
  • фильтрация;
  • защита от “паразитных” помех.

На выходах “запоминаются” сформированные процессорным модулем команды, и при этом обеспечивается управление по цепям дискретных каналов.

Модули дискретного ввода/вывода имеют стандартный форм-фактор (занимают 1 слот). Прочный кожух модуля надежно защищает спрятанную внутри электронику и соответствует классу защиты IP 20. Для надежной фиксации модуля в слоте предусмотрен невыпадающий винт.

а) б) в) г)

Рисунок 4.4.6 – Модули дискретного ввода/вывода: а) BMX DDI 3202K; б) BMX DDI 6402K; в) BMX DDM 16025; г) BMX DDM 3202K

Модули ввода/вывода с разъемом для подключения к 20-контактной съемной клеммной колодке (в соответствии с рисунком 4.4.7):

1 Прочный корпус надежно поддерживает и обеспечивает защиту встроенной электроники.

2 Идентификационная маркировка модуля (этикетка на правой стороне модуля).

3 Блок индикации состояния каналов.

4 Разъем для 20-контактной съемной клеммной колодки для подключения датчиков или промежуточных реле.

5 20-контактная съемная клеммная колодка или готовый кабель с 20-контактной съемной клеммной колодкой и свободными проводами на другом конце.

Рисунок 4.4.7 – Модули ввода/вывода с разъемом для подключения к 20-контактной съемной клеммной колодке

Модули ввода/вывода с подключением к 40-контактному разъему (в соответствии с рисунком 4.4.8):

1 Прочный корпус надежно поддерживает и обеспечивает защиту встроенной электроники.

2 Идентификационная маркировка модуля (этикетка на правой стороне модуля).

3 Блок индикации состояния каналов.

4 Один или два 40-контактных разъема (32 или 64 канала) (1) для подключения датчиков или промежуточных реле.

5 64-канальный модуль с кнопкой, при нажатии которой на блоке индикации 3 попеременно высвечивается состояние каналов 0. 31 и 32. 63.

Рисунок 4.4.8 – Модули ввода/вывода с подключением к 40-контактному разъему

Схема подключения дискретного модуля ввода/вывода BMX-DDM 16025 приведена на рисунке 4.4.9.

Рисунок 4.4.9 – Схема подключения дискретного модуля ввода/вывода BMX-DDM 16025

Таблица 4.4.1 – Обозначение клемм дискретного модуля ввода/вывода BMX-DDM 16025 (в соответствии с рисунком 4.4.9)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *