Analógové signály:

0…5 V;

0…10 V;

0…20 mA

4…20 mA,

prúdová slučka. Diskrétne signály:

Signály na úrovni TTL s rozsahom 0 ... 5 V;

Signály na úrovni TTL s rozsahom 0 ... 24 V.

Tooka slučka

Tooka slučka Prúd (Loop) - spôsob prenosu informácií pomocou nameraných hodnôt sily elektrický prúd.

Princíp činnosti prúdovej slučky je diferenciálny pár

Na nastavenie nameraných hodnôt prúdu sa spravidla používa riad aktuálny zdroj. Podľa typu prenášané informácie líšiť analógová prúdová slučka a digitálna prúdová slučka.

Prúdovú slučku je možné použiť na značné vzdialenosti (až niekoľko kilometrov). Používa sa na ochranu zariadenígalvanická izolácia na optoelektronických zariadeniach, ako sú optočleny.

Hlavnou výhodou prúdovej slučky je, že presnosť je nezávislá od dĺžky a odporu prenosového vedenia, pretože riadený zdroj prúdu automaticky udržiava požadovaný prúd vo vedení. Obvod umožňuje napájanie snímača priamo z prenosovej linky. Je možné pripojiť viacero prijímačov postupne, zdroj prúdu bude udržiavať požadovaný prúd vo všetkých súčasne

Princíp fungovania "prúdovej slučky"

Prenosové vedenie je zvyčajne tienené krútená dvojlinka, ktorý spolu s diferenciálnym prijímačom umožňuje tlmiť indukčný a bežný režim.

Štandardne 4-20mA

logická úroveň "1" zodpovedá prúdu vo vedení od 4 do 20 mA, ktorý tečie v smere VPRED

logická úroveň "0" zodpovedá aktuálnemu in

vedenia od 4 do 20 mA prúdiace v REVERZNOM smere.

Pri prúdoch pod 4 mA prijímač aj vysielač detegujú chybu "LINE LOCK".

Nad 20 mA vysielač deteguje chybu "LINE SHORT".

Kondicionovanie signálu

Zisk/ Pre najlepšiu presnosť, maximálny rozsah napätia v zosilnený signál sa musí rovnať maximu vstupný rozsah ADC.

Filtrovanie je odstránenie nepotrebných komponentov z meraného signálu.

Napájanie - Napájanie pre parametrické snímače ako sú tenzometre, termistory a termistory.

Linearizácia – zohľadňovanie nelineárnosti odozvy

Povaha signálu, ktorý sa má merať, konfigurácia, v ktorej sa merania vykonávajú, a vplyvy, ktoré môže mať prostredie, by mali byť jasne pochopené. Na základe týchto informácií je možné určiť, či by sa v danom systéme na zber údajov mali použiť moduly na úpravu signálu alebo nie.

A z predchádzajúcich častí je zrejmé, že nespracovaný signály od veľmi rôznorodých a rozsah ich zmeny siaha od niekoľkých milivoltov (pre termočlánok) až po viac ako sto voltov pre tachogenerátor. Môžu byť tiež spôsobené zmenami napätia. priamy prúd, striedavý prúd alebo dokonca odpor. Preto je celkom zrejmé, že ak sú analógové vstupné dosky iba v rozsahu signálov, potom je potrebné použiť nejaké .

Pôvod vstupného signálu môže byť znázornený na obr. 4.13. Primárny signál zo snímača na mieste sa prevedie na štandardný signál, a kombinácia snímača a tohto zariadenia sa nazýva vysielač alebo . Potom štandardizovaný signál, prenášanie informácií o meranej premennej, možno použiť na konvenčnú analógovú vstupnú dosku.

Vzniká prirodzená otázka: aký by mal byť tento štandardizovaný signál? Analógové signály sú signály nízkej úrovne, a preto podliehajú rušeniu (alebo šumu, ako sa najčastejšie nazývajú). Prezentovaný signál elektrický šok, je menej ovplyvnený šumom ako signál reprezentovaný napätím, preto sa zvyčajne volí prúdová slučka. Prevodník a prijímacie zariadenie sú pripojené podľa schémy znázornenej na obr. 4.14 a prúdový signál na prijímacej strane sa premení na napätie pomocou predradného odporu. Prúdovú slučku možno použiť s niekoľkými prijímacími zariadeniami (napr. meracie zariadenie, zapisovač grafov alebo vstup PLC) zapojené do série.

Najpoužívanejším štandardom je analógový signál vo forme prúdu s rozsahom 4-20 mA, kde 4 mA je minimálna úroveň signálu a 20 mA je maximálna. Ak napríklad vysielač tlaku vydáva signál 4-20 mA predstavujúci tlak v rozsahu 0-10 bar, potom 8 bar zodpovedá prúdu 8 x (20 - 4)/10 + 4 = 16,8 mA. Signál 4-20 mA sa často konvertuje na signál 1-5 V pomocou 250 ohmového predradného odporu.

4 mA "nulový" signál (nazývaný bias) slúži na dva účely. Najprv sa používa ako poškodenie prevodníka alebo káblového kábla. Ak je konvertor alebo prerušený kábel, alebo je problém v komunikačnej linke skrat, potom bude prúd cez predradný odpor nulový, čo zodpovedá "zápornému" signálu 0 V na prijímacej strane. To sa dá veľmi ľahko zistiť a použiť ako alarm "porucha meniča".

Predpätie 4 mA tiež zjednodušuje usporiadanie. Na obr. 4.14 sa predpokladalo, že prevádzač mal lokál

Ryža. 4.15. 2-vodičový vysielač 4-20 mA

zdroj energie a poskytoval prúdový signál. Podobné usporiadanie je možné, ale bežnejšie (a jednoduchšie) usporiadanie znázornené na obr. 4.15. Tu je napájací zdroj (typicky 24-30 VDC) umiestnený na strane prijímacieho zariadenia a signálne vedenia slúžia na napájanie prevodníka aj na vedenie prúdu. Prevodník odoberá prúd z napájacieho zdroja v rozsahu 4-20 mA v súlade s meraným signálom. Tento prúd, ako predtým, sa premení na napätie pomocou predradného odporu.

4mA offset poskytuje prúd, ktorý vysielač potrebuje na napájanie normálna operácia. To sa samozrejme nedá dosiahnuť, ak je rozsah signálu 0-20 mA. Prevodníky zahrnuté v schéme na obr. 4.15 sa zvyčajne nazývajú dvojvodičové.

Štandardný signál zo snímačov sa prenáša do automatického zariadenia cez komunikačný kanál pozostávajúci z dvoch medených drôtov. Automatika zobrazuje a zaznamenáva štandardný vstupný signál 4 až 20 mA charakterizujúci priebeh procesu, porovnáva chybový signál s nastavenou hodnotou a odosiela chybový signál do regulátora.
Štandardný signál zo snímačov sa prenáša do automatického zariadenia cez komunikačný kanál pozostávajúci z dvoch medených drôtov. Automatika zobrazuje a zaznamenáva štandardný vstupný signál 4-20 mA charakterizujúci priebeh procesu, porovnáva chybový signál s nastavenou hodnotou a odosiela chybový signál do regulátora.
Štandardné signály a pravidlá pre výmenu informácií sú otvorené široké možnosti vybudovať viacstrojové systémy schopné riešiť problémy riadenia veľkých podnikov vo všeobecnosti.
Štandardný signál - signál s normalizovanými charakteristikami (parametrami), schválený ako štandard štátnym alebo medzinárodným metrologickým orgánom.
Štandardný obrazový signál by mal mať kolísanie pri štandardnej vstupnej impedancii (pozri vyššie) minimálne 1 V a maximálne 2,5 V, keď signál obsahuje nominálnu bielu. štandardná úroveň zvukový signál na vstupe by mala byť 10 2 dB nad 1 meter.
Štandardné generátory signálu sú zdrojmi oveľa nižšieho kalibrovaného výkonu. Napríklad G4 - 16A, pracujúci v rozsahu 4 5 - 10 35 GHz, má výstupný výkon 2 - 10 - 8 - 10 mikrowattov. Mnoho GSS pracujúcich v mikrovlnnom rozsahu (G4 - 10A, G4 - 32A atď.
Štandardné generátory signálu sú starostlivo tienené, pretože inak by do obvodu študovaného pomocou GSS mohli pri nízkych úrovniach signálu vstúpiť oscilácie porovnateľnej amplitúdy nie cez výstupné zariadenie GSS, ale v dôsledku indukcie alebo vyžarovania elektromagnetického poľa.
Bloková schéma generátora merania vysoká frekvencia(generátor signálu, generátor štandardného signálu. Generátory štandardného signálu sa vyznačujú vyšším stupňom presnosti pri kalibrácii výstupného napätia alebo výkonu. Výstupné napätie alebo výkon sa nastavuje vo veľmi širokom rozsahu: od 0 1 do 1 V až po zlomky a mikrovolt v napätí a od jednotiek alebo zlomkov wattu až po výkon 10 - 13 - 10 - 14 wattov.
Štandardné generátory signálov (GSS) sa v závislosti od frekvenčného rozsahu generovaných kmitov delia na infra-nízkofrekvenčné generátory (od 50 μHz do 1 kHz) na testovanie a reguláciu automatiky. Ultrazvukové frekvencie (od 20 Hz do 200 kHz) na kalibráciu a reguláciu rádiokomunikačných zariadení a hydroakustiky; RF generátory (od 100 kHz do 100 MHz) na testovanie a ladenie rádiových transceiverov.
Štandardný generátor signálu je pripojený k vstupu prijímača cez ekvivalent antény. Signál je modulovaný zo samostatného generátora zvuku. Paralelne s reproduktorom je pripojený merač zvukového napätia. S modulačnou frekvenciou 4CO gi a modulačným koeficientom t0 3 je vdimnik jemne doladený na frekvenciu signálu podľa maximálneho výstupného napätia. Keď je ovládač hlasitosti nastavený na maximum, úroveň signálu v anténnom obvode sa nastaví tak, aby výstupné napätie bola rovná normálu. Potom sa zmenou frekvencie generátora zvuku a zachovaním nezmeneného modulačného koeficientu t0 3 odstráni závislosť výstupného napätia na frekvencii modulácie.
Štandardný generátor signálu je pripojený k vstupu prijímača cez ekvivalent antény. Modulácia signálu je produkovaná samostatným generátorom zvuku. Paralelne s reproduktorom je pripojený merač zvukového napätia. S modulačnou frekvenciou 400 Hz a modulačným faktorom t0 3 je prijímač doladený na frekvenciu signálu podľa maximálneho výstupného napätia. Keď je ovládanie hlasitosti nastavené na maximum, úroveň signálu v anténnom obvode sa nastaví tak, aby sa výstupné napätie rovnalo normálu. Potom sa zmenou frekvencie generátora zvuku a zachovaním nezmeneného modulačného koeficientu t0 3 odstráni závislosť výstupného napätia na frekvencii modulácie.
Na meranie rádiovej citlivosti sa používajú štandardné generátory signálu prijímacie zariadenia a majú relatívne nízky výstupný výkon.
Hodnota štandardného signálu X0 je určená kritériom, ktoré je základom syntézy riešiteľa.

Generátor štandardného signálu G4 - 1 je určený na testovanie a nastavovanie rádiových zariadení.
Generátor štandardného signálu G4 - 5 sa používa ako zdroj kalibrovaného vysokofrekvenčného sínusového napätia pri skúšaní a nastavovaní rádiových zariadení. Zariadenie má nasledovné technické údaje.
Štandardný generátor signálu (napríklad GSS-6), ktorého prevádzkové frekvencie zahŕňajú prevádzkový frekvenčný rozsah upravovaného prijímača.
Štandardný generátor signálu (GSS-6) sa používa na príjem rádiofrekvenčných signálov kalibrovaných na frekvenciu, napätie nosná frekvencia a hĺbka modulácie.
Bloková schéma generátora signálu typu G4 - 7A. Štandardný generátor signálu je navrhnutý tak, aby fungoval pri zaťažení 75 ohmov. Ak je záťaž mnohonásobne väčšia ako 75 ohmov, musí sa použiť ukončovací odpor dodaný s prístrojom. Keď zmeníte prevádzkový režim alebo frekvenciu ladenia, zmení sa výstupné napätie zariadenia. V týchto prípadoch je potrebné upraviť nastavenie výstupného napätia a nuly voltmetra.
Štandardné generátory signálu majú vyššiu triedu presnosti ako generátory signálu.
Štandardný generátor signálu komunikuje s testovaným zariadením cez segment vlnovodu, rohovú anténu alebo spojenie vlnovodu s koaxiálnym.
Bloková schéma štandardného generátora signálu. Generátor štandardného signálu pozostáva z týchto hlavných prvkov (obr. 8 - 4): hlavný oscilátor, zosilňovač vyrovnávacieho modulátora, elektrický voltmeter na sledovanie nosnej úrovne, atenuátor, generátor frekvencia zvuku a merač modulačného faktora.
Štandardné generátory signálov s frekvenčnou moduláciou sú určené na meranie charakteristík prijímačov frekvenčne modulovaných signálov v rozsahu VHF.
Štandardné generátory signálu s frekvenčnou konverziou majú množstvo významné nedostatky: 1) zložitosť obvodu v dôsledku prítomnosti dodatočného pomocného generátora; 2) prítomnosť nežiaducich kombinovaných frekvencií na výstupe mixéra; 3) ťažkosti pri zabezpečovaní správnej frekvenčnej stability pre generátory pracujúce pri relatívne vysokých frekvenciách; 4) potreba vysokofrekvenčného zosilnenia výstupného napätia, aby sa dostalo z niekoľkých milivoltov na výstupe zmiešavača na hodnotu rádovo 1 V na vstupe atenuátora.
Bloková schéma na meranie frekvenčnej odozvy. Odporúča sa umiestniť generátor štandardného signálu a merač v priamke s meracím obvodom a ak je to možné, tieniť ich prídavné obrazovky. Generátor a merač musia byť napájané z filtrovanej siete. Odpor R sa volí rádovo 150 - 1000 ohmov, musí byť neindukčný.
Generátor štandardného signálu G4 - 37A je určený na nastavovanie a ladenie rôznych typov rádiových prijímačov, napájanie meracích vedení a antén.

Generátor štandardného signálu (GSS) - generátor vysokofrekvenčných oscilácií, ktorých frekvencia a amplitúda sa môžu meniť v širokom rozsahu a sú presne známe pre každú polohu strún.
Štandardný generátor signálu (GSS) - generátor vysokofrekvenčných oscilácií, ktorých frekvencia a amplitúda sa môžu meniť v širokom rozsahu a sú presne známe pre každú polohu ovládačov ladenia. Tieto oscilácie je možné modulovať do presne známych hĺbok.
Schéma merania parametrov prijímača. Štandardný generátor signálu (GSS) je pripojený k vstupu prijímača cez maketu antény. Schéma ekvivalentu antény pre dlhé, stredné a krátke vlny (GOST 9783 - 61) je znázornená na obr. 13 - 12, a, a pre mikrovlnné rúry - na obr. 13 - 12 6 a hodnota Yad by sa mala rovnať vlnový odpor anténny napájač. Zvyčajne majú GSS mikrovlnného rozsahu výstupnú impedanciu rovnajúcu sa odporu ekvivalentu antény (out - YA 50 - T-70 ohm), takže ekvivalent antény nie je potrebný. Paralelne s koncovým zariadením je pripojený merač výstupného napätia.
Štandardný generátor signálu je určený na elektrické nastavenie a testovanie rádiových prijímačov pri ich opravách. Uľahčuje nastavenie prijímačov a umožňuje merať ich hlavné elektrické charakteristiky.
Bloková schéma generátora typu GSS-6. Štandardné generátory signálov (GSS) slúžia na komplexnú kontrolu kvality práce a nastavenia zariadení, najmä ich vysokofrekvenčnej časti. GSS zvyčajne obsahuje: hlavný oscilátor, modulovaný stupeň, modulátor, delič napätia, merač napätia nosnej frekvencie a merač hĺbky modulácie.
Generátor štandardného signálu (GSS) - generátor vysokofrekvenčných oscilácií, ktorých frekvencia a amplitúda sa môžu meniť v širokom rozsahu a sú presne známe pre každé nastavenie. Tieto oscilácie je možné modulovať do presne známych hĺbok.
Štandardné generátory signálu majú vyššiu frekvenčnú stabilitu a presnosť kalibrácie výstupného výkonu. Výstupný výkon štandardných generátorov signálu je menší ako výkon generátorov signálu, ale je možné ich regulovať z hľadiska výkonu vo veľmi širokom rozsahu: od 10 W až po desatiny wattu. výstupný výkon generátorov signálu je zvyčajne od miliwattov po zlomky wattu. Vo vlnovom pásme MM sú v súčasnosti dostupné iba generátory signálu.
Konverzia štandardných riadiacich signálov na strane kanála na riadiace signály potrebné pre toto zariadenie, prebieha v riadiacom zariadení. Rozhranie medzi týmito dvoma úrovňami v I/O systéme je štandardizované pre všetky kanály a nazýva sa I/O rozhranie.
Vzhľad typ zariadenia GSS-b. Generátor štandardných signálov typu GSS-6 (obr. 427) je prenosné laboratórne zariadenie určené na získavanie vysokofrekvenčných sínusových kmitov v rozsahu od 100 kHz do 25 MHz.
Synchronizačné impulzy polí plného TV signálu bez vyrovnávacích impulzov dvojriadkovej frekvencie. Štandardný priebeh televízne vysielanie mnohé krajiny Európy, Ázie a Ameriky sa len málo líšia od formy signálu prijatej v ZSSR.
Tvar vlny zo sivého rovnomerného monochromatického poľa počas prenosu jedného riadku (vrátane horizontálnych synchronizačných impulzov. | Zložky signálu počas plného.
V štandardnom signáli schválenom Federálnou komunikačnou komisiou (USA), ktorý má predné a zadné kroky a zhášací impulz s trvaním 1 3 a 4 6 µs, sú synchronizačné impulzy posunuté vzhľadom na citeru o 1 65. µs, čo zodpovedá fázovému šumu 2nga (1 65 / 63 5) radiánov pri n-tej harmonickej.
Pneumatické príkazové zariadenie.| Bloková schéma dočasného zariadenia. V tomto prípade štandardný signál P 1 5 kg / cm cez obvod vrátane relé 1p - filter F - škrtiaca klapka D vstupuje do pneumatickej nádrže Fco, resetovacieho relé 2p a relé Zr. pod tlakom Pracovné prostredie tyč pneumocilin-tsra a s ňou spojený uzáver sušičky obilia. Po otvorení uzáveru sa uvoľní sušené zrno. V počiatočnom momente pohybu uzáveru sa vypne koncový spínač VP2 a vzduch z pneumatickej nádrže FCO sa vypustí do atmosféry cez 2p relé.
Pomocou štandardného generátora signálu ako frekvenčnej pamäte skontrolujte výsledok meraním frekvencie generátora elektronickým meračom frekvencie.
Vlastnosťou štandardných generátorov signálu je starostlivé tienenie ich vysokofrekvenčných prvkov a zariadení všeobecne. Toto má zabrániť emisii vysokofrekvenčnej energie mimo výstupného zariadenia.
Obvod štandardného generátora signálu (obr. 428) pozostáva z týchto hlavných prvkov: vysokofrekvenčný generátor, generátor modulačnej frekvencie, merač úrovne výstupného napätia, merač hĺbky modulácie a usmerňovač.
Obvod štandardného generátora signálu (obr. 432) pozostáva z nasledujúcich hlavných prvkov: vysokofrekvenčného generátora, impulznej modulačnej jednotky, voltmetra a napájacieho zdroja.
Merací generátor štandardných signálov s amplitúdovou moduláciou G4 - 1A je určený na testovanie a nastavovanie prijímačov v rozsahu dlhých, stredných a krátkych vĺn, ako aj pre rôzne merania vyžadujúci signál kalibrovaný vo frekvencii, napätí a hĺbke modulácie. Generátor typu G4 - 1A sa líši od doteraz vyrábaného štandardného generátora signálu GSS-6A tým, že má o niečo nižšiu chybu v nastavení výstupného napätia.
Bloková schéma GSS s frekvenčným násobením. V štandardných generátoroch signálu s amplitúdovou a frekvenčnou moduláciou sú zvyčajne tri hlavné typy prevádzky: spojité oscilácie, amplitúdová modulácia a frekvenčná modulácia. Keďže s amplitúdou a frekvenčná modulácia Keďže sa používa spoločná vysokofrekvenčná cesta a rovnaký modulačný generátor audio frekvencie, rozšírenie prevádzkových možností GSS sa dosahuje s miernou komplikáciou jeho obvodu a konštrukcie.
V štandardných generátoroch signálov určených na meranie charakteristík prijímačov impulzných signálov sa poskytuje pulzná modulácia krátkodobé impulzy s trvaním od zlomkov mikrosekúnd až po niekoľko milisekúnd. V centimetrovom rozsahu je výstup GSS zvyčajne kalibrovaný v jednotkách výkonu a úroveň nosiča je riadená hlavne pomocou termistorového merača výkonu.
Zjednodušené štrukturálna schéma generátor rytmu. Štandardné generátory signálu poskytujú možnosť získania amplitúdovej modulácie prostredníctvom použitia vonkajších a interné zdroje Napätie.
Schéma výstupu transformátora nízkofrekvenčného generátora.| Schéma ohmického výstupu nízkofrekvenčného generátora. Rozlišujú sa štandardné generátory signálu a generátory signálov. Generátory štandardných signálov (GSS) sú nízkoenergetické zdroje netlmených a modulovaných oscilácií kalibrovaných na frekvenciu, modulačné parametre signálu a výstupné napätie.

Štandardný generátor signálu je naladený presne na frekvenciu študovanej stanice rovnakým spôsobom, ako je opísané vyššie, a úpravou napätia dodávaného z GSS sa dosiahnu predchádzajúce hodnoty indikátora I.
Typ 101 štandardný generátor zvuku signálu - A je jedným z najviac moderné modely generátory tak z hľadiska presnosti údajov nastavenia, ako aj z hľadiska možností nastavenia. S pomerne širokým frekvenčným rozsahom sa dá použiť na štúdium frekvenčné charakteristiky nízkofrekvenčné zosilňovače; nastavenie výstupného napätia v rozsahu od 1 do 10 - 6 V poskytuje možnosť odberu amplitúdových charakteristík zosilňovačov s veľkým ziskom.
Obvod generátora štandardných signálov typu GSS-8 (obr. 430) pozostáva z týchto hlavných komponentov: vysokofrekvenčná jednotka, sústava napäťových deličov, modulátor, voltmeter, merač hĺbky modulácie a Zdroj.

Normy analógového signálu

Pre analógové signály najbežnejšie štandardné rozsahy konštantné napätie-10..+10V a 0..+10V a DC 0..20mA a 4..20mA. Teoreticky neexistujú žiadne obmedzenia na tieto signály.

AT digitálnych systémov analógový signál sa skonvertuje na digitálny. Po výpočte riadiacej akcie v mikroprocesore PLC sa digitálna hodnota prevedie späť na analógovú hodnotu.

Vstupné signály zo snímačov sú veľmi rozdielne – od niekoľkých mV (termočlánky) až po stovky V (tachometre). Existujú hodnoty jednosmerného prúdu, striedavého prúdu a dokonca aj odporu.

Signál zo snímača je prevodníkom konvertovaný na štandardný a privádzaný na vstup analógového modulu.

Analógové signály majú nízku úroveň, a preto podliehajú elektrickému rušeniu alebo šumu. Signál reprezentovaný elektrickým prúdom je menej náchylný na šum, preto sa zvyčajne používa prúdový obvod. Prúd môže byť prevedený na napätie cez 250 ohmový predradník.

Všeobecný štandard - analógový signál je reprezentovaný ako prúd v rozsahu 4 - 20 mA, kde 4 - nízky level signál a 20 mA - vysoký stupeň signál.

Príklad

Tlakový prevodník poskytuje signál 4 - 20 mA predstavujúci rozsah 0 - 10 barov. Vypočítajte, ktorý prúd zodpovedá nameranému tlaku 8 barov. Aké je napätie na 250 ohmovom predradnom odpore pre tento nameraný tlak? Podľa vzorca

zistíme prúd a potom napätie podľa Ohmovho zákona.

Offset 4 mA (offset) ako "0" má nasledujúce účely:

a) Ochrana pred poškodením snímača alebo kábla. Ak snímač nefunguje alebo je poškodený kábel alebo skrat, potom cez predradný odpor nepreteká žiadny prúd a napätie na ňom je „0“. Toto je možné definovať a použiť napríklad na vyvolanie alarmu „porucha snímača“.

c) Predpätie 4 mA sa stále jednoducho inštaluje. Predpokladá sa, že snímač má miestne napájanie a je napájaný prúdovým signálom. Ale je to jednoduchšie a častejšie používané 2 káblové pripojenie. Tu je napájací zdroj (24 - 30V) namontovaný lokálne v prijímacom zariadení. Signálne vedenie slúži na napájanie snímača aj na prenos prúdu. Senzor dostáva zo zdroja prúd 4 - 20 mA podľa meraného signálu. Prúd sa prevedie na napätie cez odpor. 4 mA je prúd, ktorý snímač potrebuje, aby fungoval. Senzor 0-20 mA nemôže takto fungovať.

S automatizáciou technologických procesov sa používajú rôzne senzory a výkonné zariadenia. Oba sú tak či onak prepojené s ovládačmi alebo vstupno/výstupnými modulmi, ktoré prijímajú namerané hodnoty fyzikálnych parametrov zo snímačov a riadenia výkonné zariadenia.

Predstavte si, že všetky zariadenia pripojené k ovládaču by mali rôzne rozhrania – potom by výrobcovia museli „vyrábať“ veľké množstvo I/O moduly a na výmenu napríklad chybného snímača by sa musel hľadať presne ten istý.

Preto je v systémoch priemyselnej automatizácie zvykom zjednocovať rozhrania rôznych zariadení.

V tomto článku budeme hovoriť o jednotných analógových signáloch. Choď!

Zjednotené analógové signály

Zaoberáme sa analógovými signálmi pri meraní akýchkoľvek fyzikálnych veličín (teplota, vlhkosť, tlak a pod.), ako aj kontinuálnym riadením akčných členov (riadenie otáčok motora pomocou frekvenčného meniča; regulácia teploty pomocou ohrievača atď.). .).

Vo všetkých týchto a podobných prípadoch sa používajú analógové (kontinuálne) signály.

V prevažnej väčšine prípadov používa zariadenie regulátora dva typy analógových signálov: prúdový signál 4-20 mA a napäťový signál 0-10 V.

Jednotný napäťový signál 0-10 V

Pri použití tohto typu signálu na získanie informácií zo snímača je celý jeho (senzorový) rozsah rozdelený na rozsah napätia 0-10 V. Napríklad snímač teploty má rozsahy -10 ... +70 ° С. Potom pri -10 °C bude výstup snímača 0 V a pri +70 °C - 10 V. Všetky stredné hodnoty sú neprimerané.

To isté platí pre akékoľvek iné zariadenie. Napríklad, ak je analógový výstup frekvenčného meniča nastavený na vysielanie aktuálna rýchlosť rotácia motora - potom 0 V na jeho výstupe znamená, že motor stojí, a 10 V, že sa motor točí na maximálnu frekvenciu.

Ovládanie signálu 0-10V

Pomocou jednotného napäťového signálu môžete nielen získavať údaje o fyzikálnych veličinách, ale aj ovládať zariadenia. Môžete napríklad uviesť do požadovanej polohy, zmeniť rýchlosť otáčania elektromotora frekvenčný menič alebo výkon ohrievača.

Vezmime si napríklad elektromotor, ktorého otáčky sú riadené frekvenčným meničom.

Otáčky motora sa nastavujú regulátorom s prichádzajúcim signálom 0-10 V analógový vstup chastotnik.Frekvencia otáčania motora motora môže byť od 0 do 50 Hz. Potom, ak má regulátor v súlade s algoritmom roztočiť motor na 25 Hz, musí priviesť 5V na vstup frekvenčného meniča.

"Prúdová slučka": jednotný analógový signál 4-20 mA

Analógový signál 4-20 mA (tiež nazývaný "prúdová slučka"), ako aj napäťový signál 0-10 V, sa používa v automatizácii na príjem informácií zo snímačov a riadenia. rôzne zariadenia.

V porovnaní so signálom 0-10V má signál 4-20mA množstvo výhod:

• Najprv je možné preniesť aktuálny signál dlhé vzdialenosti v porovnaní so signálom 0-10 V, ktorý má na dlhom vedení pokles napätia v dôsledku odporu vodičov.
• Po druhé, je ľahké diagnostikovať prerušenie riadku, pretože prevádzkový rozsah signálu začína od 4 mA. Ak je teda vstup 0 mA, na linke je prerušenie.

Riadenie signálu 4-20 mA

Spravujte rôzne zariadenia pomocou aktuálny signál sa nelíši od ovládania napäťovým signálom. Iba v tento prípad potrebujete zdroj nie napätia, ale prúdu.

Ak má zariadenie riadiaci vstup 4-20 mA, potom je možné zariadenie ovládať ovládačom alebo iným inteligentným zariadením, ktoré má príslušný výstup.

Napríklad chceme plynulo otvoriť ventil, ktorý má elektrický pohon so vstupom 4-20 mA. Ak sa na vstup privedie prúdový signál 4 mA, ventil sa úplne zatvorí a ak sa použije 20 mA, úplne sa otvorí.

Aktívny a pasívny analógový výstup 4-20 mA

Analógový výstup snímača, ovládača alebo iného zariadenia je často pasívny, to znamená, že bez neho nemôže byť zdrojom prúdu externé napájanie. Preto pri navrhovaní automatizačného obvodu musíte starostlivo preštudovať charakteristiky analógových výstupov použitých zariadení a ak sú pasívne, pridajte do obvodu externý zdroj napájací zdroj na impregnáciu prúdovej slučky.

Obrázok ukazuje schému pripojenia snímača s výstupom 4-20 mA k meraču-regulátoru s príslušným vstupom. Keďže výstup snímača je pasívny, je potrebné ho naimpregnovať externým napájaním.

Pri meraní fyzikálne množstvo(teplota, vlhkosť, kontaminácia plynom, pH atď.) senzory premieňajú jeho hodnotu na prúd, napätie, odpor, kapacitu atď. (v závislosti od princípu činnosti snímača). Aby sa výstupný signál snímača priviedol k jednotnému signálu, používajú sa normalizačné prevodníky.

Normalizačný prevodník je zariadenie, ktoré vedie signál primárny konvertor na jednotný prúdový alebo napäťový signál.

Takto vyzerá snímač teploty s normalizačným prevodníkom: