Аналоговый сигнал, унифицированный по напряжению 0,5 ÷ 4,5 В
|
В последнее время все большую популярность приобретает 3-х
проводная схема подключения датчиков с выходом по напряжению 0,5 ÷ 4,5
В. Данный стандарт становится де-факто определяющим для использования в
автомобильной промышленности и постепенно находит применение в
авиационной отрасли.
Основными критериями его выбора являются простота
реализации вторичных измерительных приборов без предварительных
усилителей, довольно большой уровень сигнала в линии связи, возможность
диагностики обрыва и ошибок преобразователя датчика, уменьшенный ток
потребления по сравнению с токовыми сигналами, больший диапазон
значений питающего напряжения. Во всех интерфейсах реализована защита
выходного сигнала от короткого замыкания и кратковременного превышения
потенциала относительно минуса напряжения питания (-UПИТ) до 33 В.
Многоступенчатая система защиты по +UПИТ, состоящая из быстродействующего супрессора на 65 В на –UПИТ, газоразрядников на корпус датчика, запаса используемых входных элементов по +UПИТ до 100 В относительно –UПИТ
и защита от смены полярности, позволяет заявить его соответствующим
требованиям ГОСТ 19705-89 «Системы электроснабжения самолетов и
вертолетов. Общие требования и нормы качества электроэнергии».
|
|
| Номинальное напряжение питания, постоянный ток |
27 В |
| Диапазон напряжения питания, постоянный ток |
13 ÷ 65 В |
| Потребляемая мощность |
~ 220 мВт |
| Допустимое сопротивление нагрузки |
2 к* |
| Время обновления показаний |
0,2 ÷ 200 мс |
| Защита от короткого замыкания |
Да |
| Защита от импульсных помех по питанию |
Да |
| Защита от перемены полярности питающего напряжения |
Да |
| Функции самодиагностики |
Да |
| Примечание |
Работоспособность при кратковременном повышении UПИТ до 80 В |
*оговаривается при заказе
|
|
Рекомендуемая схема подключения
Аналоговый выходной сигнал, унифицированный по току 4 ÷ 20 мА
|
Среди стандартных сигналов наиболее удобным и популярным является токовый сигнал 4 ÷ 20 мА.
Причины
этого в следующем: в промышленных условиях сильные электромагнитные
помехи могут создавать паразитные сигналы, в сотни и тысячи раз
превышающие полезные. Сильные токовые сигналы уровня 4 ÷ 20 мА работают в
низкоомных цепях, которые меньше подвержены такому влиянию. Точность не
зависит от длины и сопротивления линии передачи (RЛ),
поскольку источник тока будет автоматически поддерживать необходимое
напряжение для получения требуемого тока. Вдобавок, такая схема
позволяет запитывать датчик непосредственно от линии передачи.
Для
передачи токовых сигналов можно использовать более дешевые
соединительные провода. Требования к величине их сопротивления также
могут быть снижены. При работе с токовым сигналом 4 ÷ 20 мА легко
обнаружить обрыв линии связи – ток будет равен нулю (т.е. выходить за
пределы диапазона). Обрыв в цепи с сигналом 0 ÷ 5 мА обнаружить нельзя,
так как ток, равный нулю, считается допустимым.
К сожалению, данный интерфейс тоже не лишен недостатков. В качестве измерительного резистора (RШ) приходится использовать прецизионный термокомпенсированный резистор, для уменьшения эффекта саморазогрева датчика и RШ дополнительно приходится устанавливать ограничительный резистор (RП), рассчитываемый по формуле:
|
|
| Номинальное напряжение питания, постоянный ток |
24 В |
| Диапазон напряжения питания, постоянный ток |
10 ÷ 42 В |
| Потребляемая мощность |
~ 360 мВт |
| Допустимое сопротивление нагрузки |
50 ÷ 1 к |
| Время обновления показаний |
0,25 ÷ 200 мс |
| Защита от короткого замыкания |
— |
| Защита от импульсных помех по питанию |
Да |
| Защита от перемены полярности питающего напряжения |
Да |
| Функции самодиагностики |
Да |
| Примечание |
2-проводная схема, обеспечить падение напряжения не менее 10 В
|
|
Цифровой интерфейс RS485
Серия датчиков с цифровым интерфейсом и обработкой
сигнала — новейшая разработка, в которой с помощью цифровой коррекции и
дистанционного управления через последовательный интерфейс
обеспечивается повышенные точность, надежность и гибкость применения
датчика давления.
При
использовании цифровых методов реализуется возможность передачи данных
без потерь на расстояния до 1200 м и неограниченно при использовании
промежуточных усилителей.
Цифровой интерфейс позволяет присвоить
каждому датчику личный идентификатор, вести непосредственный прием
измеряемой величины в выбранной единице измерения с разрешающей
способностью до 1 Па, гибко управлять режимами работы и одновременно
предоставлять данные по температуре, давлению в Па или давлению в
приведенных единицах для системы АСУТП.
Физический интерфейс
реализован по стандарту RS485. Международное название: TIA/EIA-485
Electrical Characteristics of Generators and Receivers for Use in
Balanced Digital Multipoint Systems (Электрические характеристики
передатчиков и приемников, используемых в балансных цифровых
многоточечных системах).
Для передачи и приёма данных
используется единственная витая пара проводов. Передача данных
осуществляется с помощью дифференциальных сигналов. Разница напряжений
между проводниками одной полярности означает логическую единицу,
разница другой полярности — ноль.
Электрические и временные характеристики интерфейса RS485:
- 256 приёмопередатчиков, максимальная длина линии 1200 метров
- только один передатчик активный
- максимальное количество узлов в сети — 250 с учётом магистральных усилителей
- скорость обмена: 4,8 ÷ 115,2 кбит/с
|
|
| Номинальное напряжение питания, постоянный ток |
24 В |
| Диапазон напряжения питания, постоянный ток |
9 ÷ 36 В |
| Потребляемая мощность |
~ 300 мВт |
| Допустимое сопротивление нагрузки |
Согласно условиям применения линий связи RS485
|
| Время обновления показаний |
2 ÷ 200 мс |
| Защита от короткого замыкания |
Да |
| Защита от импульсных помех по питанию |
Да |
| Защита от перемены полярности питающего напряжения |
Да |
| Функции самодиагностики |
Да |
| Примечание |
Гальванически изолированные питание и сигнал |
|
В
качестве коммуникационного протокола используется MODBUS RTU. MODBUS —
коммуникационный протокол, основанный на архитектуре «клиент-сервер».
Широко применяется в промышленности для организации связи между
электронными устройствами. Может использовать для передачи данных
последовательные линии связи RS485, RS422, RS232, а также сети TCP/IP
(MODBUS TCP). Поддерживается практически всеми SCADA системами.
Относится к протоколам прикладного уровня сетевой модели OSI.
Контроллеры на шине взаимодействуют, используя клиент-серверную модель,
основанную на транзакциях, состоящих из запроса и ответа. Главное
устройство (англ. master) инициирует транзакции (передаёт запросы).
Подчиненные (slaves) устройства передают запрашиваемые главным
устройством данные, или производят запрашиваемые действия. Подчиненное
устройство формирует сообщение и возвращает его в ответ на запрос,
адресованный именно ему.
Широкий
диапазон напряжения питания, полная гальваническая развязка по питанию
и линиям данных, искробезопасные и взрывозащищенный варианты исполнения
позволяют использовать датчики с данной реализацией интерфейса во
взрывоопасных зонах в соответствии с установленной маркировкой
взрывозащиты.
Вид взрывозащиты — искробезопасная электрическая цепь:
маркировка 0ExiaIICT5 X или 1ExibllCT5 X
Сертификат на искрозащищенность: № РОСС RU. ГБ06.В00399, до 06.06.2010 г.
Вид взрывозащиты — взрывонепроницаемая оболочка:
маркировка 1ExdllCT6
Сертификат соответствия на взрывозащищенность: № РОСС RU. ГБ06.В00588, до 19.02.2012 г.
Ограничения
на использование данного интерфейса: температурный диапазон -40 ÷ 85
°C, повышенный ток потребления 12–16 мА при пониженном до 9 В
напряжении питания (UПИТ).
Схема подключения
|
