🗊Презентация Элемент автоматики. Модуль дискретного ввода/вывода

Объединенный институт ядерных исследований Лаборатория нейтронной физики Отдел комплекса спектрометров на реакторе ИБР-2 Элемент автоматики. Модуль дискретного ввода/вывода

Назначение прибора Прибор предназначен для сбора данных со встроенных дискретных входов с последующей их передачей в сеть RS-485 и управления встроенными дискретными ВЭ, используемыми для подключения исполнительных механизмов с дискретным управлением, по сигналам из сети RS-485 или в зависимости от состояния дискретных входов. Прибор может применяться для сопряжения различных датчиков и бесконтактных выключателей (основанных на емкостном, индуктивном, оптическом, ультразвуковом и др. принципах действия) с исполнительными механизмами.

Прикладная задача использования данного прибора Организация системы управления перемещением рассеивателя нейтронов перед детектором на 4 канале реактора ИБР-2.

Характеристики прибора

Интерфейс стандарта RS-485 RS-485 (Recommended Standard 485 или EIA/TIA-485-A) – рекомендованный стандарт передачи данных по двухпроводному полудуплексному многоточечному последовательному симметричному каналу связи. Совместная разработка ассоциаций: Electronic Industries Alliance (EIA) и Telecommunications Industry Association (TIA). Стандарт описывает только физические уровни передачи сигналов (т.е. только 1-й уровень модели взаимосвязи открытых систем). Стандарт не описывает программную модель обмена и протоколы обмена.

Свойства интерфейса стандарта RS-485 1. Двунаправленная полудуплексная передача данных. Поток последовательных данных передаётся одновременно только в одну сторону, передача данных в другую сторону требует переключения приёмопередатчика. Приёмопередатчики принято называть "драйверами"(driver), это устройство или электрическая цепь, которая формирует физический сигнал на стороне передатчика. 2. Симметричный канал связи. Для приёма/передачи данных используются два равнозначных сигнальных провода. Провода означаются латинскими буквами "А" и "В". По этим двум проводам идет последовательный обмен данными в обоих направлениях (поочередно). При использовании витой пары симметричный канал существенно повышает устойчивость сигнала к синфазной помехе и хорошо подавляет электромагнитные излучения создаваемые полезным сигналом. 3. Дифференциальный (балансный) способ передачи данных. При этом способе передачи данных на выходе приёмопередатчика изменяется разность потенциалов, при передаче "1" разность потенциалов между AB положительная при передаче "0" разность потенциалов между AB отрицательная. То есть, ток между контактами А и В, при передачи "0" и "1", течёт (балансирует) в противоположных направлениях.

Свойства интерфейса стандарта RS-485 (продолжение) 4. Многоточечность. Допускает множественное подключение приёмников и приёмопередатчиков к одной линии связи. При этом допускается подключение к линии только одного передатчика в данный момент времени, и множество приёмников, остальные передатчики должны ожидать освобождения линии связи для передачи данных. 5. Низкоимпендансный выход передатчика. Буферный усилитель передатчика имеет низкоомный выход, что позволяет передавать сигнал ко многим приёмникам. Стандартная нагрузочная способность передатчика равна 32-м приёмникам на один передатчик. Кроме этого, токовый сигнал используется для работы "витой пары" (чем больше рабочий ток "витой пары", тем сильнее она подавляется синфазные помехи на линии связи). 6. Зона нечувствительности. Если дифференциальный уровень сигнала между контактами АВ не превышает ±200мВ, то считается, что сигнал в линии отсутствует. Это увеличивает помехоустойчивость передачи данных.

Технические характеристики RS-485 Допустимое число приёмопередатчиков (драйверов) 32 Максимальная длина линии связи 1200 м (4000ft) Максимальная скорость передачи 10 Мбит/с Минимальный выходной сигнал драйвера ±1,5 В Максимальный выходной сигнал драйвера ±5 В Максимальный ток короткого замыкания драйвера 250 мА Выходное сопротивление драйвера 54 Ом Входное сопротивление драйвера 12 кОм Допустимое суммарное входное сопротивление 375 Ом Диапазон нечувствительности к сигналу ±200 мВ Уровень логической единицы (Uab) >+200 мВ Уровень логического нуля (Uab) <-200 мВ

Достоинства стандарта RS-485 Хорошая помехоустойчивость. Большая дальность связи. Однополярное питание +5 В. Простая реализация драйверов. Возможность широковещательной передачи. Многоточечность соединения.

Недостатки стандарта RS-485 Большое потребление энергии. Отсутствие сервисных сигналов. Возможность возникновения коллизий.

Работа с прибором Считывание, изменение и запись параметров прибора осуществляется с помощью программы «Конфигуратор М110».

Считывание конфигурации из прибора

Работа с конфигуратором В первую очередь, перед установкой конфигуратора для правильной связи с прибором необходимо обновить прошивку прибора (скачать с официального сайта www.owen.ru).

Управление ВЭ прибора Рисунок 3. Выпадающий список выбора логики ВЭ

Рисунок 4. Управление ВЭ прибора с помощью конфигуратора по каналу связи RS-485 Рисунок 4. Управление ВЭ прибора с помощью конфигуратора по каналу связи RS-485

Выводы Модуль дискретного ввода/вывода может быть использован в огромном количестве прикладных механизмов. Использование в качестве средств управления не только дискретных входов и различных вариантов логики, но и сети RS-485 значительно расширяет возможные границы применения прибора. Создание системы управления перемещением рассеивателя нейтронов вполне подходящая для данного прибора задача, требующая не только хорошего освоения прибора и его возможностей, но и навыков написания программного обеспечения и знаний в области сетей RS-485