Функции УСО
•Нормализация сигналов согласование выходных (входных) сигналов
датчиков (исполнительных механизмов) с входными (выходными) сигналами подсистем аналого-цифрового (цифро-аналогового) ввода- вывода
•Гальваническая развязка исключение электрической связи между
силовыми агрегатам объекта и слаботочными схемами устройств связи
•Фильтрация подавление помех (импульсных наводок от срабатывания
контакторов, 50 гц наводок от сети)
•Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование сигналов (АЦП, ЦАП)
•Ввод-вывод дискретной информации
•Поддержка связи с удаленными объектами
2. Средства связи с объектом |
2015 v.01 |
12 |
|
Uвх |
Ввод аналогового сигнала |
|
||
Uвх |
|
|
|
|
Сигнал |
t |
|
|
|
Iвх |
М ТР ДМ |
Iвых |
Ввод в |
|
от объекта |
|
|
|
|
|
|
|
ВМ |
|
|
|
|
Аналого- |
|
|
|
Гальваническая |
|
|
Uвх |
Фильтрация |
цифровое |
|
|
развязка |
|
|||
|
|
|
преобразование |
|
Нормализация |
|
|
|
|
|
Iвх |
|
Iвых |
|
U |
Uвых Ф |
Uвх АЦП |
|
Выход АЦП |
вых Н |
|
|
|
|
dUвх АЦП |
|
|
|
111011 |
|
|
|
111000 |
|
|
|
|
110010 |
|
|
t |
t |
t |
010010 |
|
|
|||
2. Средства связи с объектом |
2015 v.01 |
13 |
|
Аналого-цифровые преобразователи
Основные характеристики:
• Быстродействие - время преобразования – ( t = tГотов – tПуск , единицы – сотни
микросекунд), частота (единицы – сотни Кгц)
•Разрядность – 8 – 24, диапазон входного сигнала – 0 - 5v, 0 – 10v, -5 - +5v
•Точность - определяется диапазоном входного сигнала, разрядностью;
представляется весом младшего разряда в % от диапазона (0.4 – 0.1%)
• Количество каналов – 4 - 128
Принципы преобразования (http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/adc/):
•АЦП последовательного счета (единицы килогерц)
•АЦП проследовательного приближения (в Регистр сразу заносится
значение половины диапазона; компаратор выдает «0», если больше, «1» если меньше и т.д.) (десятки килогерц)
•Интегрирующие АЦП
•. . . . . . .
2. Средства связи с объектом |
2015 v.01 |
14 |
|
Пример 1: АЦП ICOS i8017H
•8 дифференциальных каналов
•Быстродействие – 100Кгц (при одном канале), 10Кгц – при 8- ми
•Точность - +/- 0.1%
•Изолируемое напряжение 3000v
2. Средства связи с объектом |
2015 v.01 |
15 |
|
Пример 2: Модуль аналогового ввода (National
Instruments)
|
|
|
|
Блок нормализации |
|
изолируемое |
|
|
|
|
|
16 разрядов; диапазон |
||||||||||||
|
|
|
|
усилитель с управляемым |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
напряжение |
|
|
|
|
|
входного напряжения |
|||||||||||||
|
|
|
|
коэффициентом усиления |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
до 3000v |
|
|
|
|
|
0 - 10 в; частота - 1 Мгц |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
К = 1 - 128 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оптронная |
|
|
|
|
|
|
АЦП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
низких частот |
|
|
|
|
развязка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фильтрация помех |
|
контроль выхода сигнала за |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
по сети питания |
|
допустимый диапазон; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
поддержка протокола RS- |
|
|
|
Микроконтроллер |
|
|
|||||||||||||||
и по цепям связи с |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
объектом |
|
485; обработки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
инициативных сигналов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Модуль вывода дискретной информации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
“1” на выходе 1 – выход сигнала за |
|
|
МВДИ |
|
|
|
RS-485 |
|
|
|
|
МВИС |
|
||||||
верхний предел, “1” на выходе 2 – за |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нижний предел |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сигнала, счетчик |
||||||||
формирователь RS-485 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Средства связи с объектом |
2015 v.01 |
16 |
|
Цифро-аналоговые преобразователи
Основные характеристики:
•Разрядность – 8 – 24
•Диапазон выходного сигнала – 0 - 5v, 0 – 10v, 5 – 100 ma
•Точность - определяется диапазоном входного сигнала, разрядностью;
представляется весом младшего разряда в % от диапазона (0.4 – 0.1%)
• Количество каналов – 4 - 32
Принципы преобразования (http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/dac/):
•Последовательные ЦАП
•ЦАП с широтно-импульсной модуляцией
•. . . . .
•Параллельные ЦАП
•ЦАП с суммированием выходных токов
•. . . . .
2. Средства связи с объектом |
2015 v.01 |
17 |
|
Пример 1: ЦАП ICOS i8024H
•4 канала (по току и по напряжению)
•Точность - +/- 0.1%
•Изолируемое напряжение 3000v
•Максимальный ток нагрузки токового выхода – 5ma (при напряжении внешнего источника питания – 24v)
•Диапазон выходного напряжения – 0 - +10v
2. Средства связи с объектом |
2015 v.01 |
18 |
|
Ввод/вывод дискретной информации
К1
~ U
Нормализация
К
...
...
...
Гальваническая
развязка
Гальваническая
развязка
...
...
Выходной |
Вывод из |
регистр |
ВМ |
|
|
Входной |
Ввод в |
регистр |
ВМ |
|
|
2. Средства связи с объектом |
2015 v.01 |
19 |
|
Пример: модуль ввода/вывода дискретной информации ICOS i8042
• Выход -16 каналов, вход – 16 каналов
• Напряжение нагрузки на выходе 5 – 30v, ток нагрузки (max) – 100ma
• Входное напряжение включения (min) – 3,5v
• Входное напряжение выключения (max) – 1v
• Изолируемое напряжение 3750v
2. Средства связи с объектом |
2015 v.01 |
20 |
|
Связь с удаленными объектами
Интерфейс последовательной связи – RS 232
|
Модем |
Терминал |
RS-232 |
|
Контроллер |
Data |
Data |
Terminal |
Comunication |
Equipment |
Equipment |
К объекту управления
2. Средства связи с объектом |
2015 v.01 |
21 |
|
RS-485
•До 32-х приемо-передатчиков
•Расстояние до 1000 м
•Скорость до 10 Мбод
•Витая пара
Конвертер RS-485/RS-232
Конвертер RS-485/Ethernet
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
9 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
старт |
|
|
|
|
|
четность |
|
|
стоп |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
адрес/данные |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Средства связи с объектом |
|
2015 v.01 |
|
|
|
|
22 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||