Слайд 1Автоматизированные информационно-управляющие системы
Доц. каф. АПП
Кульчицкий Александр Александрович
doz-ku@rambler.ru
Слайд 2Лекция 5
Заземление и согласование сигналов с датчиков
Слайд 5Принципиальная совместимость входов
Слайд 6Основные правила заземления приборов
Правило 1
Низкочастотный ток заземления гальваносвязанной части системы
должен быть равен нулю. Ток сигнальных цепей не должен иметь
контура распространения 'через землю'.
Слайд 7Правило 2
Если должны заземляться две точки общего провода сигнальной цепи,
то провода к цепи заземления необходимо подсоединить в одной точке.
Примечание
I
Типичный случай: два прибора осциллограф и генератор, имеющие коаксиальные выход и вход, с экраном (общим проводом), соединенным с корпусами приборов. Правило Техники
безопасности требует индивидуального заземления корпуса каждого прибора, а Правило 2 объясняет, как это нужно сделать правильно.
Примечание 2
Данные рассуждения относятся для простого случая, когда токи I3 и I4 не ответвляются в рассматриваемый общий провод Z1 по дополнительным цепям, показанным на рисунке. Но даже если это так, то соблюдая принцип заземления в одной точке. Вы значительно уменьшите взаимные влияния Ваших сигналов.
Слайд 8Правило 3
Гальваническую связь сигнальных цепей следует стремиться производить только в
одной точке. При этом именно эта точка будет оптимальна для
заземления всей
гальваносвязанной системы с помощью единственного заземляющего проводника.
Правило 4
Если две локальные системы имеют разные (удаленные) точки заземления, то они должны иметь между собой гальваническую развязку сигнальных цепей (следствие из 2).
Слайд 10Стандартные сигналы
Аналоговые сигналы:
0…5 В;
0…10 В;
0…20 мА
4…20 мА,
.
Дискретные сигналы:
сигналы TTL-уровня с диапазоном 0…5 В;
сигналы TTL-уровня с диапазоном 0…24
в.
ГОСТ 26.011-80 и ГОСТ Р 51841-2001
Слайд 11Согласование сигналов
Усиление/ Для достижения наибольшей точности максимальный диапазон напряжения в
усиленном сигнале должен равняться максимальному входному диапазону АЦП.
Изоляция Необходима
по соображениям безопасности и избежания эффекта паразитного контура с замыканием через землю
Фильтрация –удаление ненужных составляющих из измеряемого сигнала.
Питание – питание для параметрических датчиков, таких как датчики деформаций, термисторы и терморезисторы.
Линеаризация – учет нелинейности отклика
Следует чётко понимать природу измеряемого сигнала, конфигурацию, в которой производятся измерения и воздействие, которое может оказывать окружающая среда. Основываясь на этой информации, можно определить, нужно ли использовать модули согласования сигнала в данной системе сбора данных или нет.
Слайд 12Типы датчиков, сигналов и виды кондиционирования сигналов
Слайд 13Использование датчика температуры для компенсации температуры холодного спая
Слайд 14Измерительные (нормирующие) преобразователи датчиков температуры
ИП 0304
Слайд 17Универсальный нормирующий преобразователь НПТ1
Преобразование сигналов термодатчиков в унифицированный сигнал 0(4)...20мА
Универсальный
вход
Поддержка большинства известных типов термодатчиков
Высокая точность преобразования
Высокая разрешающая способность
Настройка по
интерфейсу USB 2.0
Климатическое исполнение «-40...+85 С»
Слайд 18Нормализатор сигнала тензомоста
Тип входного сигнала — мост
Диапазон входного сигнала: ±15,
±30, ±100 мВ
Выходной сигнал: 0-10, 0-5 В, 0-20 мА
Гальваническая изоляция
1000 В
Слайд 20Усилитель тензосигнала тип 131
Сопротивление моста от 120 до 2000 Ом
Четырехпроводная схема подключения тензомоста
Напряжение питания 12-24В
Рабочая температура -20ºC..+50ºC
Обеспечивает напряжение
возбуждения моста 8,0В
Линейность 1:4000
Слайд 21Линейное преобразование переменного тока частотой 45 - 65 Гц в
выходной унифицированный сигнал постоянного ток
Слайд 22Линейное преобразование активной мощности трехфазных и однофазных, четырех- и трехпроводных
цепей переменного тока в унифицированный выходной сигнал постоянного тока или
напряжения
Слайд 23Преобразователи линейного преобразования частоты переменного тока в унифицированные выходные сигналы
постоянного тока
Слайд 24Модули ввода-вывода Мх110
Стандарт проводной связи RS-485.
Простые протоколы, основанные на принципе
«запрос-ответ». работа по протоколам ModBus-ASCII, ModBus-RTU, DCON и ОВЕН.
Модули объединяются
в сеть с помощью двухпроводной линии связи и подключаются к ведущему устройству (Master). В роли мастера может выступать:
ПЛК,
персональный компьютер с установленной SCADA-системой
панель оператора.
модулей (Slave), имеет уникальный адрес.
Одновременно в одной сети может быть один мастер и до 32 модулей. Максимальная длина линии связи составляет 1200 м. Длина линии связи и количество модулей в сети могут быть увеличены с помощью повторителей интерфейса (например, ОВЕН АС5).
Слайд 25Модификации модулей ввода вывода Mx110
Слайд 29
Модульная система согласования сигналов SCXI - высокопроизводительная многоканальная платформа согласования
и коммутации из одного или нескольких промышленных шасси с установленными
различными модулями согласования сигналов.
Портативная недорогая система согласования сигналов SCC–недорогое решение для задач согласования сигналов с небольшим количеством каналов с возможностя поканальной конфигурации каналов ввода/вывода с использованием одно- и двухканальных модулей
SC серия – устройства сбора данных со встроенными возможностями согласования сигналов - расширяют возможности платформы PXI путем интегрирования схем согласования сигналов в 16-разрядные модули PXI.
Высокоточные регистраторы температуры и
Слайд 31Шасси CompactDAQ на базе интерфейсов USB и Ethernet
Слайд 32Модули ввода вывода C-серии
Аналоговый ввод, аналоговый вывод, цифровой ввод-вывод, реле
Слайд 35Технология реконфигурируемого ввода/вывода (RIO)
Reconfigurable input/output – RIO) предоставляет вам возможность
создания на аппаратном уровне вашей собственной контрольно-измерительной системы, используя программируемые
логические интегральные схемы (ПЛИС) и инструментарий среды графической разработки приложений LabVIEW
Слайд 37CompactRIO
Контроллер реального времени
Реконфигурируемое шасси
Модули ввода/вывода
Слайд 38Контроллер реального времени
LabVIEW Real-Time
Слайд 40Канал общего пользования
КОП (General Purpose Interface Bus - GPIB)
разработан компанией Hewlett Packard в конце 1960 года для обеспечения
связи между компьютерами и измерительными приборами, известен как стандатр IEEE 488.(2.).
КОП является цифровой 24-х разрядной параллельной шиной. Шина состоит из:
8 линий данных (data lines),
5 линий управления шиной (bus management lines) - ATN, EOI, LFC, REN, SRQ,
3 линий квитирования (handshaking),
8 заземленных линий.
сообщения (messages) представляются в виде символов ASCII
Слайд 41Устройства и типичная система с КОП
Каждое устройство, включая плату-контроллер,
должно иметь свой уникальный адрес КОП в диапазоне от 0
до 30
Слайд 42PXI и VXI
VXI, сокращение от «VMEbus extension for Instrumentation»
(«расширение шины VME для использования в инструментальных системах»)
PXI, сокращение
от «compactPCl extension for Instrumentation» («расширение шины Compact-PCI для использования в инструментальных системах»)
Слайд 43Вопросы
1. Какие основные функции могут осуществлять ИИС?
2. Из каких основных
компонент состоит ИИС?
3. По каким основным класификационным признакам подразделяются ИИС?
4.
В чем различие между системами автоматизированного контроля и телеизмерительными системами?