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, nghĩa là tốc độ cập nhật cao. Chỉ bằng cách này, người ta mới có thể thực hiện quyền kiểm soát hiệu quả đối với đối tượng điều khiển để ngăn ngừa các trường hợp khẩn cấp và báo động giả. Các mô-đun I / O tương tự và rời rạc 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 cấu phụ trợ (bộ truyền động) 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.
Các đặc điểm chính của các nút đầu vào - đầu ra:
Các nút đầu vào-đầu ra là:
Các loại | Sự mô tả |
---|---|
Rời rạc | Chức năng sau được cung cấp: nhận và chuyển đổi các lệnh đã nhận, bao gồm cả các lệnh rời rạc, sau đó được gửi đến một lưới chung. Nó được thực hiện bằng cách sử dụng một trong các giao thức đi kèm, giao thức này được kết nối ngay sau khi nhận được lệnh thích hợp. |
Analog | Thực hiện việc thu thập và xử lý tiếp theo thông tin nhận được của loại tương tự. Sau đó, bản dịch được thực hiện đến máy chủ chính, máy chủ này sẽ giải mã theo giao thức hiện tại. |
Điều đáng chú ý là trong mỗi trường hợp đang xem xét, lệnh đến sẽ được chỉ ra trong một trong các phạm vi:
Trong một số trường hợp nhất định, cần trang bị các cổng chuyên dụng giúp nhận tín hiệu từ điện trở nhiệt 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 phù hợp với các chỉ báo điện từ của chúng, có thể so sánh với các cơ cấu chấp hành được điều khiển bởi hệ thống. Các nút đầu vào nhận các tín hiệu bus chung thông qua một giao thức cụ thể, sau đó chúng được truyền đến các đường đầu ra.
Cần lưu ý rằng tất cả các kênh của mô-đun và mạch cung cấp đều được cách ly về mặt điện với bus chung.
Các nút được áp 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 tớ, trong đó mô-đun là tớ. Bộ xử lý thiết bị, đã yêu cầu dữ liệu từ tất cả các kênh và đã sửa trạng thái của chúng, chờ 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 truyền dữ liệu trực tiếp từ nút đến PLC. Bộ xử lý 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 linh kiện, sự tương tác với PLC thông qua một bus chung. Hãy xem xét 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 nhiều byte. Nó là gì? Trước hết là giải pháp tối ưu I / O từ xa cho hệ thống điều khiển tự động. Sê-ri bao gồm các mô-đun tiêu chuẩn và các phiên bản 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 có cách ly quang học với nguồn dữ liệu hoặc tải. Ngoài ra còn có bảo vệ chống quá tải dòng điện, khi cực tính của điện áp cung cấp bị đảo ngược, do 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 trong mạng DeviceNet / ModBus. Sản phẩm này cho phép bạn:
Đồng thời, tốc độ truyền thông tin trực tiếp phụ thuộc vào độ xa của nút so với thiết bị hàng đầu. Kết quả là, hình ảnh sau đây thu được:
Trọng lượng của các mô-đun, tùy thuộc vào thương hiệu, dao động từ 64 đến 59 gam. Có các tính năng bổ sung như vậy:
Sự hiện diện của đầu nối e-Con đặc biệt trong nút để kết nối các cảm biến cho phép bạn thực hiện kết nối nhanh chóng và không gặp rắc rối, đồng thời tiết kiệm không gian trống trong quá trình cài 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 thông tin đầu vào 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 lượng kênh là 8 mảnh, được cách ly về mặt quang học với tải và khỏi nguồn tín hiệu, cũng như chống tăng điện, đảo cực, v.v. Có 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 thiết bị chính là 63. Cung cấp kết nối các nút mở rộng bổ sung để hoạt động trong mạng DeviceNet / ModBus.
Sản phẩm rất nhỏ gọn với chiều rộng 26 mm. Được gắn trên thanh ray DIN hoặc bảng điều khiển bằng bu lông. Kết nối các cảm biến nhanh chóng và dễ dàng với các đầu nối e-Con. Có thể làm việc ở một khoảng cách đáng kể - lên đến 800 m.Về thông số của chúng, chúng gần như tương tự như phiên bản trước.
Thiết bị nhỏ gọn bao gồm:
Nó có thể kết hợp 64 thiết bị đầu vào-đầu ra cùng một lúc 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 thiết kế được thực hiện trên đường ray DIN. Khả năng vô hiệu hóa khối thiết bị đầu cuối và khối điều khiển cung cấp khả năng thực hiện bảo trì hệ thống mà không cần tắt kênh trao đổi thông tin và nguồn điện. Thiết kế có thể được lắp đặt với không gian trống không đủ, vì kích thước nhỏ của nó cho phép thực hiện điều này mà không cần nhiều nỗ lực và sự khéo léo.
Sản phẩm được sử dụng trong các lĩnh vực sau:
Để xác định sản phẩm tốt nhất, bạn cần nghiên cứu xếp hạng của các mô hình chất lượng cao, xác định tiêu chí lựa chọn, làm rõ ưu và nhược điểm của chúng, cũng như mức giá trung bình và hiểu các tính năng của chúng. Các ưu điểm của mô-đun ARIO bao gồm:
Phạm vi của các thiết bị thuộc loại này, với điều kiện chúng ta đang nói về các thiết kế liên quan đến 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 cho sản phẩm.Có rất nhiều mẫu mã phổ biến, các nhà sản xuất đang cố gắng làm hài lòng những người dùng tỉ mỉ nhất. Tùy chọn thông minh tốn rất nhiều tiền, 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 rất quan trọng và đáng được quan tâm. Tốt hơn hết là đừng mắc sai lầm khi lựa chọn, vì kết quả cuối cùng có thể là tiêu cực và tiền bạc sẽ bị lãng phí.
Trước khi đến các cửa hàng bán lẻ chuyên dụng hoặc đặt hàng thiết kế trực tuyến trong một cửa hàng trực tuyến, bạn nên lắng nghe 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 tính 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 sự trợ giúp từ bên ngoài.
Mô-đun bốn kênh dựa trên DAC 8775, có bộ chuyển đổi LM 5166 tích hợp, giúp đưa công suất tiêu tán xuống 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 điều khiển công suất thích ứng của các đầu ra hiện tại, cũng như chỉ báo dòng chuyển mạch 4 - 20 mA cho mỗi kênh.
Sản phẩm có giá bao nhiêu? Nhà sản xuất chào bán sản phẩm của mình với giá thỏa thuận, tùy thuộc vào cấu hình.
Các sản phẩm này thuộc loại mô-đun đầu vào tương tự hoàn chỉnh, đầy đủ tính năng đáp ứng các yêu 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 một 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 tương tự đơn hoặc đa kênh với tín hiệu đầu vào lưỡng cực. Thích hợp cho các thiết bị "kênh-kênh" và 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 các đầu vào tương tự được tích hợp sẵn và chuyển đổi các chỉ số thu được thành các giá trị vật lý, để sau đó truyền dữ liệu qua mạng RS-485. Nó có tỷ giá hối đoái 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 RTD, chỉ báo LED, Modbus / RTU và DCON. Giao diện kiểu RS-485, có một hệ thống phát hiện đứt, 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 giá 16718 rúp.
Thiết bị được chế tạo để điều khiển CE rời rạc tích hợp bằng các tín hiệu từ mạng RS-485, được sử dụng để kết nối các cấu trúc kích hoạt 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 nó vào 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 vào tường hoặc đường ray DIN.
Giá mua trung bình là 5760 rúp.
Thiết bị điều khiển việc nhận tín hiệu từ mạng RS-485 bằng các phần tử đầu ra tích hợp sẵn, nhờ đó các thiết bị kích hoạt có điều khiển rời rạc được kết nối. 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 rất nhỏ: 63 x 110 x 75 mm, mức độ bảo vệ - IP20, độ ẩm cho phép - 80%, chế độ nhiệt độ - từ -10 đến +55 độ. Hai cách gắn chặt: vào tường hoặc thanh ray DIN.
Giá vốn hàng hóa trung bình là 5580 rúp.
Các model này được các nhà sản xuất phát triển và sản xuất với mục đích điều khiển bằng tín hiệu từ Internet thông qua 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 là Internet kép với tốc độ 10/100 Mbps, các giao thức trao đổi được sử dụng là Modbus TCP (cho phép bạn thực hiện bốn kết nối đồng thời), SNMP và MQTT. Hai giao thức cuối cùng đang được phát triển.
Mô-đun Mx210 được định cấu hình bằng một trình cấu hình hỗ trợ làm 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. Tiêu thụ không quá 6 watt. Có bảo vệ phân cực ngược. 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, trọng lượng chỉ 0,4 kg, cấp độ bảo vệ IP20, được gắn trên tường hoặc ray DIN. Phạm vi nhiệt độ phòng để máy hoạt động hiệu quả là từ -40 đến +55 độ. Độ ẩm tương đối có thể đạt từ 10 đến 95 phần trăm.
Gói cơ bản bao gồm 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: tuyệt đối tất cả các chỉ số đo tín hiệu đều tập trung ở bộ xử lý trong bất kỳ khoảng thời gian nào. Nhưng vẫn chưa thể đạt được điều này, vì có thể có hàng nghìn kênh I / O từ một số thiết bị và các kênh của kế hoạch đo lường bị giới hạn về băng thông, do đó, các giá trị đo đạt được trong quá trình này không phải khi chúng ta muốn, nhưng chỉ ở những thời điểm rời rạc.
Một số cấp độ và tùy chọn để thăm dò kênh đầu vào đã được phát triển và đang được áp dụng. Thiết kế đầu vào hiện đại có bộ vi điều khiển riêng, do đó hoàn toàn tất cả các kênh được thăm dò theo chu kỳ, theo sau là hướng của thông tin nhận được đến 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 cho phép 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. I / O tương tự sử dụng nhiệt kế, cặp nhiệt điện, tín hiệu dòng điện và điện áp phổ quát, RTD, v.v. làm tín hiệu.