19.08.2016, 15:37:31
Войти Зарегистрироваться
Авторизация на сайте

Ваш логин:

Ваш пароль:

Забыли пароль?

Навигация
Новости
Поход в Холодный Яр

Если вы ищете, чем заняться в выходные, любите походы и природу Украины, то вероятно вам понравится поход. Поход в Холодный Яр, если точнее. Холодный

Увлекательный тур пешком по Карпатам

Украина самая большая страна Европы с неплохой инфраструктурой и разнообразием ландшафта. Здесь действительно есть, что посмотреть, от памятников славянской старины до изумительных природных красот.

Бизнес план кредитного потребительского
Финансовый рынок нашей страны довольно развит, что в общем-то характерно для государств всего мира с развитыми или развивающимися экономики. Но потребности в финансовых услугах все равно, в значительной

Бизнес онлайн от сбербанка
Услуга Сбербанк бизнес онлайн от Сбербанка России – это новая, уникальная и, несомненно удобная возможность для предпринимателей и юридических лиц управлять своими счетами в банке, а также проводить необходимые

Архив новостей
Реклама
Календарь событий
Right Left

Формування аналогових інтерфейсів в цифрових системах управління

  1. Про компанію Maxim Integrated

Незважаючи на широке розповсюдження цифрових мереж, аналогові канали передачі даних все ще використовуються

Незважаючи на широке розповсюдження цифрових мереж, аналогові канали передачі даних все ще використовуються. Цьому є кілька причин.

У системах промислової автоматики існує велика кількість розроблених і виготовлених багато років назад пристроїв, що використовують аналогові канали передачі даних. Це можуть бути датчики, виконавчі пристрої (клапани, насоси), а також пристрої реєстрації (самописці). Заміна цього обладнання йде повільно і вимагає дуже великих капіталовкладень. Крім того, переклад якого-небудь підприємства цілком на цифрові мережі означає одномоментну заміну практично всього обладнання та інформаційних кабельних мереж. Така масштабна реконструкція вимагає не тільки величезних коштів, але і зупинки виробничого процесу, що в багатьох випадках неприпустимо. Тому при створенні або модернізації технічних засобів АСУ ТП доводиться використовувати аналогові канали передачі даних для отримання інформації від датчиків і передачі управління на виконавчі механізми.

переваги

Основною перевагою використання в якості інтерфейсу передачі даних від датчиків струмової петлі 4 ... 20 мА є використання всього двох проводів для з'єднання з системою збору даних. Крім цього, на відміну від цифрових інтерфейсів, не потрібно додаткових апаратних і програмних засобів для реалізації стандартного протоколу обміну даними або додаткової настройки (наприклад, програмування адреси) при інсталяції.

Струм або напруга

Існують аналогові канали передачі даних по струму або по напрузі. З точки зору перешкодозахищеності передача струму більш краща. Однак на боці вимірювання, як правило, потрібна установка додаткового прецизійного резистора (для перетворення струму в напругу), який вносить додаткову похибку. Цей низькоомним резистор також може бути легко пошкоджений при короткому замиканні і / або відсутності схеми обмеження струму. При передачі напруги вимірювальний вхід зазвичай високоомний і може бути легко захищений від перенапруги. Він не вимагає додаткових елементів, що вносять похибку, проте похибка можуть вносити з'єднувальні дроти, що володіють опором. Частина напруги на них, на жаль, втрачається, і напруга на вимірювальній частині виявляється менше, ніж на передавальної. Для того щоб цього уникнути, використовується схема підключення, зображена на малюнку 1. Вона містить два додаткових дроти і дозволяє компенсувати паразитное падіння напруги.

Мал. 1. Чотирипровідна схема компенсації опору кабелів

У той же час використання аналогових інтерфейсів з інтелектуальними датчиками (в які вбудовуються мікроконтролери для попередньої обробки сигналу) або виконавчими пристроями з аналоговим інтерфейсом, управління якими повинен здійснювати цифровий контролер, вимагає застосування цифро-аналогового перетворювача. З огляду на, що в різних випадках можуть використовуватися як струмові, так і потенційні інтерфейси, для спрощення схеми і зменшення її вартості бажано вибирати мікросхему ЦАП, здатну без додаткових елементів забезпечувати обидва типи вихідних сигналів.

Така мікросхема спеціалізованого шестнадцатіразрядного цифро-аналогового перетворювача МАХ5661 (див. Рис. 2).

Мал. 2. Блок-схема включення ИС МАХ5661

Можливості мікросхеми різко виділяють її серед аналогічних пристроїв. Варто відзначити, що вона здатна формувати як струмові сигнали в діапазоні 0 ... 20/4 ... 20 мА, так і потенційні (в тому числі по 4-провідній схемі з компенсацією опору сполучних проводів) з амплітудою до ± 10 В, причому початковий зсув нуля не перевищує 0,1%, а повна похибка становить не більше 0,3% від повної шкали. Передатна характеристика ЦАП має гарантовану монотонність, що вкрай важливо для замкнутих регуляторів.

При конструюванні мікросхеми було прийнято рішення використовувати зовнішнє джерело опорного напруги 4,096 В. Це пов'язано з тим, що при роботі ЦАП температура кристала може значно змінюватися, що може зробити істотний вплив на параметри вбудованого ІОН і значно знизити точність системи в цілому. Така зміна температури особливо сильно проявляється на струмовому виході при високій напрузі харчування (яке може становити до 40 В) і малому опорі навантаження, оскільки в мікросхему вбудований вихідний транзистор перетворювача «напруга-струм». При малої розрядності ЦАП це не мало б великого значення, проте для 16-бітових систем перенесення джерела опорного напруги за межі основного кристала може значно поліпшити точності характеристики.

Ще однією перевагою описуваної ІС можна вважати використання для зв'язку з керуючим мікро контролером високошвидкісного (до 10 МГц) послідовного SPI / QSPI / Microwire-інтерфейсу, причому можливе послідовне включення декількох мікросхем (Daisy Chaining). Є вихід FAULT, який стає активним при короткому замиканні виходу напруги або обриві струмового петлі. Інформація про аварійний стан виходів також доступна і по послідовному інтерфейсу. Конфігурувати вихідні каскади мікросхеми можна програмно або за допомогою спеціальних входів, які з'єднуються з «землею» або з напругою живлення (+5 В ном.).

Мікросхема МАХ5661 також має два входи для асинхронного управління. Один з них - CLR - дозволяє або обнулити ЦАП, або завантажити заводський (визначається програмно). Інший - LDAC - дозволяє завантажити значення вхідного регістра даних. Обидва входи можуть бути використані для одночасного асинхронного управління декількома мікросхемами.

висновок

Аналогова передача інформації ще зберегла популярність в традиційно консервативної індустріальної області застосування. Це підтверджується тим, що виробники мікросхем продовжують пропонувати нові інтегральні рішення для її реалізації.

Отримання технічної інформації, замовлення зразків, поставка -
e-mail: [email protected]

Про компанію Maxim Integrated

Компанія Maxim Integrated є одним з провідних розробників і виробників широкого спектра аналогових і цифро-аналогових інтегральних систем Компанія Maxim Integrated є одним з провідних розробників і виробників широкого спектра аналогових і цифро-аналогових інтегральних систем. Компанія була заснована в 1983 році в США, в місті Саннівейл (Sunnyvale), штат Каліфорнія, інженером Джеком Гіффорд (Jack Gifford) спільно з групою експертів зі створення мікроелектронних компонентів. На даний момент штаб-квартира компанії знаходиться в м Сан-Хосе (San Jose) (США, Каліфорнія), виробничі потужності (7 заводів) і ... читати далі