Classificació dels millors mòduls d'E / S analògics i discrets per al 2020

Quina és l’essència de l’automatització? El fet que tot el flux d'informació es transmeti des de fonts primàries (sensors). Se suposa que les dades entrants han de correspondre a la realitat, presentar informació en temps real, la qual cosa implica una alta taxa d’actualització. Només d’aquesta manera es podrà fer un seguiment efectiu de l’objecte de control per evitar falses alarmes i situacions d’emergència. Els mòduls d'E / S analògics i digitals us poden ajudar.

Per a què serveixen aquests dispositius?

Per connectar un dispositiu d'accés remot, que s'utilitza per acumular una gran quantitat de dades, s'utilitzen diversos mecanismes auxiliars (executius). Com funciona la unitat? Mesura els indicadors analògics i discrets rebuts, que converteixen les dades al controlador, així com al dispositiu de control, servidor (núvol), PC i altres tipus d’equips.

Característiques clau dels nodes d'E / S:

1. Interfície de comunicació digital (CAN, Ethernet, RS-485, etc.).
2. Variants dels protocols de comunicació compatibles (ProFibus, ModBus i altres).

Que són

Els nodes d’entrada-sortida són:

Tipus	Descripció
Discret	Es proporciona la següent funcionalitat: recepció i transformació d’ordres rebudes, incloses les discretes, que després s’envien a la quadrícula general. Es fa mitjançant un dels protocols inclosos, que es connecta immediatament després de rebre l'ordre corresponent.
Analògic	Recopila i processa la informació rebuda de tipus analògic. Després, s’emet al servidor principal, que desxifra segons el protocol actual.

Val la pena prestar atenció al fet que, en cadascun dels casos que es consideren, l’ordre rebuda s’indicarà dins d’un dels intervals:

1. Discret: l'abast del senyal emès és de 10 V a 28 V, utilitzat com a transistor NPN / PNP amb un col·lector obert.
2. Analògic: l'abast del senyal emès és de 0 mA a 20 mA, de 4 mA a 20 mA, el senyal de tensió està permès en el rang de 0 V a 10 V, de 0 V a 5 V.

En determinades circumstàncies, és necessari equipar ports especialitzats que ajudin a rebre un senyal d'un RTD o termoparell.

Els mòduls de tipus discret assumeixen la presència d'un ordre lògic en un cert rang, mentre que els mòduls analògics es coordinen amb els seus paràmetres electromagnètics, comparables als actuadors que el sistema controla.Els nodes d’entrada reben senyals del bus comú a través d’un protocol determinat, després dels quals es transmeten a les línies de sortida.

Cal tenir en compte que tant tots els canals dels mòduls com els circuits de subministrament tenen aïllament galvànic del bus comú.

Les unitats utilitzades poden funcionar amb un dels molts protocols de comunicació: Modbus, DeviceNet, RTU. El principi de l'intercanvi de protocols d'informació entre el node i el controlador és el següent: mestre i esclau, on el mòdul és l'esclau. El processador del dispositiu, que ha sol·licitat dades de tots els canals i ha fixat el seu estat, espera que una ordre d'inici del PLC rebi i transmeti aquesta informació.

Hi ha models populars en què l'ordre d'intercanvi inicia el propi node d'entrada, que va rebre informació sobre el canvi d'estat del canal. Hi ha una transferència d’adreces de dades des del node al PLC. El processador pot realitzar funcions addicionals, com ara:

• calibrar i linealitzar les lectures del sensor;
• controlar la tensió de subministrament;
• realitzar diagnòstics.

Modificacions d'equips

Els millors fabricants produeixen models en diverses modificacions. Es diferencien per funcionalitat, preu mitjà, capacitats, característiques tècniques, material de fabricació de components, interacció amb el PLC mitjançant un bus comú. Ens fixem en cada opció amb més detall.

Sèrie ARD discreta

L’intercanvi de dades es fa mitjançant el protocol DeviceNet. Un model universal que us permet utilitzar diferents procediments de comunicació, inclòs el canvi (COS). Hi ha una entrada de senyal multibyte. Què és això? En primer lloc, la solució òptima per a E / S remotes per ACS. La sèrie inclou mòduls i mostres estàndard amb connectors especials per poder connectar sensors.

Hi ha vuit canals d’entrada-sortida de senyals discrets amb un col·lector PNP o NPN obert. Els canals estan òpticament aïllats de la font o càrrega de dades. També hi ha protecció contra la sobrecorrent, quan la polaritat de la tensió d’alimentació s’inverteix, a partir d’una tensió massa alta.

Tots els equips admeten el protocol DeviceNet. És possible connectar tres nodes d’expansió addicionals al mòdul principal. Dispositius addicionals poden treballar a xarxes DeviceNet / ModBus. Aquest producte fa possible:

• Sortida / entrada d’1 byte: llegir i escriure en format d’1 byte;
• Sortida / entrada de 8 bytes: llegir i escriure dades en format de múltiples bytes.

Al mateix temps, la velocitat de transferència d'informació depèn directament de la distància entre el node i el dispositiu amfitrió. Com a resultat, obtenim la següent imatge:

• distància de mig quilòmetre: 125 kbit / s;
• distància de 250 metres - 250 kbps;
• distància de fins a cent metres - 500 kbps.

El pes dels mòduls, segons la marca, oscil·la entre els 64 i els 59 grams. Hi ha aquestes funcions addicionals:

• capaç de determinar les característiques dels dispositius connectats;
• pot controlar la tensió a la xarxa, identificar l’indicador màxim, mínim i de corrent, establir control sobre el nivell de tensió;
• definiu el nombre de nodes d'expansió.

La presència d’un connector e-Con especial al conjunt per connectar els sensors fa que la connexió sigui ràpida i sense problemes, alhora que estalvia espai lliure durant la instal·lació.

Una visió general de les característiques tècniques mostrarà la imatge següent:

1. Voltatge en el rang de 12 a 28 V CC.
2. Aïllament - aïllament d'optocoblador galvànic.
3. El consum màxim d’energia és de 3 W.
4. COM - 8 canals.
5. Índex de vibracions: d’1,5 mm a una freqüència de 10 a 55 Hz.
6. La temperatura permesa és de -10 graus a +50 graus.
7. L’indicador d’humitat és del 35 al 85%.
8. Grau de protecció - IP2
9. Material de fabricació: policarbonat.
10. Hi ha protecció contra sobrecorrent, sobretensió i inversió de polaritat.
11. Muntatge en cargol o pern DIN.

Sèrie ARM discreta

Per a l’intercanvi de dades, s’utilitza el protocol Modbus RTU i només és possible realitzar un sol procediment: dur a terme un sondeig cíclic (POLL) i una entrada d’informació d’1 byte. El model us permet ampliar el nombre de ports per a senyals de sortida i entrada de PLC, taulers d’operador o PC.

El nombre de canals: 8 peces, òpticament aïllades de la càrrega i de la font del senyal, així com de sobretensions, inversió de polaritat, etc. Hi ha una configuració automàtica de la velocitat de transmissió, que correspon a la velocitat de l'equip amfitrió (PC, PLC, etc.). El nombre màxim de connexions d’aquests mòduls bàsics al mestre és de 63. Es poden connectar nodes d’expansió addicionals per treballar a la xarxa DeviceNet / ModBus.

Un producte molt compacte amb una amplada de 26 mm. Per al muntatge de rail o panell DIN amb cargols. La connexió dels sensors és ràpida i senzilla mitjançant els connectors e-Con. Capaç de treballar a una distància considerable, fins a 800 m. Pel que fa als seus paràmetres, són pràcticament similars a la versió anterior.

ARIO

Un dispositiu compacte que inclou:

• node d'interfície (capaç de suportar un gran nombre de protocols Modbus RTU, EtherNet / IP, ProfiNet, EtherCat, CC-Link, ModBus TCP, Devicenet) per establir comunicacions amb HMI i PLC industrials, així com amb PC;
• Unitat de subministrament d'energia;
• dispositius d'entrada-sortida digitals i analògics.

Pot combinar simultàniament 64 dispositius d'E / S i utilitzar-los per al control. L’equip està equipat amb terminals endollables que permeten connectar ràpidament elements externs. La instal·lació de l'estructura es realitza sobre un carril DIN. La possibilitat d'apagar el bloc de terminals i la unitat de control permet realitzar el manteniment del sistema sense apagar el canal de comunicació i la font d'alimentació. L'estructura es pot instal·lar amb un espai lliure insuficient, ja que les seves reduïdes dimensions permeten fer-la sense gaire esforç i enginy.

Els productes s’utilitzen a les àrees següents:

• indústria automotriu amb línies de muntatge de màquines;
• diverses àrees de producció on es va fer necessari recopilar i processar informació en mode automàtic;
• per tal de crear un procés unificat de gestió i expedició d'una instal·lació industrial distribuïda;
• si és necessari automatitzar la producció tecnològica remota.

Per determinar el millor producte, cal estudiar la qualificació dels models de qualitat, determinar els criteris de selecció, aclarir els seus avantatges i desavantatges, així com el preu mitjà, i comprendre'n les característiques. Els avantatges del mòdul ARIO inclouen:

1. Instal·lació còmoda. La connexió dels conductors és prou ràpida. Ho podeu fer vosaltres mateixos sense utilitzar eines addicionals. Ni tan sols necessitareu instruccions pas a pas.
2. La presència de diversos tipus de dispositius i construcció modular. Aquesta funció permet fer canvis de disseny al dispositiu, en funció de les necessitats de l'usuari.
3. Autodiagnòstic. El sistema és capaç de comprovar independentment el funcionament dels elements individuals.
4. Funció d'aturada en calent. Podeu canviar els components que han quedat inutilitzables sense desconnectar l'equip de la font d'alimentació.
5. Compacitat. Les petites dimensions de certs components permeten estalviar espai d’instal·lació.
6. Flexibilitat d'ús. Funciona amb un gran nombre de protocols d’intercanvi i diversos tipus de mòduls.
7. La presència d’un carril DIN garanteix una subjecció fiable i d’alta qualitat.
8. Hi ha indicadors de l'estat de funcionament dels elements individuals.

Àmbit d’ús

L’àmbit d’aplicació d’aquest tipus de dispositius, sempre que estiguem parlant d’estructures que permetin l’ús d’aquests dispositius, és el següent:

• instal·lacions locals automatitzades i d’alta tecnologia d’un tipus remot;
• dispositius d’enviament i kits de commutació d’alt rendiment, que es controlen mitjançant accés remot;
• on hi ha sistemes que recopilen i transmeten dades;
• kits d'alta tecnologia que inclouen línies de muntatge, transportadors, grups de màquines i molts altres elements, així com empreses automatitzades amb instal·lacions de producció.

Com triar i on comprar productes

Quan es fa necessari comprar mòduls, sorgeixen moltes preguntes, inclosa quina empresa és millor triar un producte. Hi ha molts models populars, els fabricants intenten agradar als usuaris més meticulosos. Les opcions intel·ligents costen molts diners; les opcions de marca no són barates.

Quina marca és millor comprar depèn de les preferències de l’usuari i de l’abast del dispositiu. També són importants les ressenyes dels clients, a les que val la pena prestar atenció. És millor no equivocar-se a l’hora d’escollir, ja que el resultat final pot ser negatiu i es malgastaran els diners.

Abans de visitar punts de venda especialitzats o demanar un disseny en línia en una botiga en línia, val la pena escoltar les recomanacions d’especialistes en aquesta àrea i obtenir-los consells pràctics. Cal no perdre’s nous articles tant de producció russa com estrangera. Segons els compradors, podeu triar un producte de qualitat a un preu econòmic. No és possible fabricar un dispositiu d’aquest tipus amb les vostres pròpies mans i no n’hi ha cap necessitat. Però el podeu instal·lar sense ajuda.

Classificació dels millors mòduls d'E / S analògics i discrets per al 2020

Analògic

TIP D 215

El mòdul de quatre canals es basa en el DAC 8775, té un convertidor LM 5166 integrat, que permet portar la dissipació de potència a un indicador d’1 W. El dispositiu requereix una tensió d'entrada d'1,5 a 40 V. És capaç de regenerar 4 fonts separades a l'entrada, que s'utilitzen per controlar la connexió dels perifèrics. Les seves característiques inclouen la presència d’una gestió adaptativa de la potència de les sortides de corrent, així com un indicador del corrent commutat de 4-20 mA per canal.

Quant costa el producte? El fabricant ofereix el seu producte a un preu negociat, en funció de la configuració.

• paràmetres de fiabilitat elevats;
• les eines de diagnòstic del tipus incorporat permeten establir un curtcircuit i interrupcions;
• és possible controlar la temperatura del cristall;
• el temporitzador de gossos de vigilància controla la suspensió del bus SPI;
• respon perfectament a situacions d’emergència;
• detecta problemes del sistema en la primera fase;
• fiable;
• altament funcional;
• temps de resposta curt;
• Alta eficiència;
• hi ha oportunitats innovadores d’autoaprenentatge.

• significatiu no establert.

TIDA - 01434

Els productes es classifiquen com a mòduls d’entrada analògics complets i complets que compleixen les exigències actuals d’eficiència i funcionalitat, a més de densitat de canals, amb dimensions moderades de PCB. Característiques distintives: baix consum d'energia i una àmplia gamma de temperatures de funcionament. Aquest disseny funciona sobre la base d’un convertidor CC / CC en mode de bomba de càrrega. Podeu canviar del mode monocanal al multicanal sense ajustar els paràmetres principals de potència.

Les principals característiques del producte són:

• no cal connectar circuits de fleix addicionals;
• hi ha una funció de connexió externa;
• hi ha una font d'alimentació analògica bipolar amb bomba de càrrega inversora;
• a bord no hi ha inductors, de manera que l’alçada de l’estructura no és superior a 3,5 mm;
• hi ha una font d'alimentació aïllada i un convertidor analògic-digital sigma-delta d'alta precisió.

Podeu connectar entrades analògiques simples o multicanal amb senyals d’entrada bipolars. Apte per a dispositius de canal a canal, així com per a entrades amb aïllament de grup.

El preu de la mercaderia és negociable.

• el circuit utilitza un aïllador digital ISOW 7841;
• no podeu incloure components addicionals a la cadena;
• vida útil elevada;
• petites dimensions;
• fàcil d'usar;
• fabricat amb material d'alta qualitat.

• falten significatius.

MV 110

El producte ajuda a mesurar senyals analògics amb entrades analògiques incorporades i a convertir els valors obtinguts en valors físics, de manera que les dades posteriors es puguin transmetre per la xarxa RS-485. Té una velocitat de transmissió de 2400 a 115200 bps. Protocols admesos: DCON, OBEH, ModBus RTU, Modbus ASCII. Característiques tècniques principals:

• consum d'energia: fins a 6 VA;
• Capacitat ADC: 16 bits;
• temps de sondeig d'entrada: fins a 0,4 seg.;
• font d'alimentació: universal de 24 V;
• grau de protecció - IP20;
• muntatge - sobre un carril DIN o a una paret;
• humitat relativa: fins a un 80%;
• límit de temperatura: de -10 a +55 graus.

El producte es pot comprar a un preu de 5160 rubles.

• té una configuració individual per a una entrada independent;
• el menjar és universal;
• el tipus de protocol es determina automàticament;
• realitza de manera eficient diagnòstics de sensors connectats;
• blocs de terminals extraïbles equipats amb cargols captius;
• el firmware s’actualitza constantment.

• no identificat.

M - 7013 PD

Dispositiu analògic monocanal amb resistència tèrmica, indicació LED, Modbus / RTU i DCON. Interfície tipus RS-485, hi ha un sistema de reconeixement de trencaments, hi ha un connector i terminals de cargol. Precisió de mesura força elevada, fins al 0,05%. Podeu muntar el dispositiu de dues maneres: mitjançant un carril DIN o directament a la paret. Consum d’energia: 1,2 W, tensió d’entrada entre +10 i +30 V, temperatura de funcionament: de -25 a +75 graus.

El producte es pot comprar a un preu de 16.718 rubles.

• alta fiabilitat;
• muntatge sòlid;
• durabilitat;
• practicitat;
• menjar universal.

• no es van identificar significatius.

Discret

MK 110

El dispositiu es fabrica per controlar els EE discrets integrats mitjançant senyals de la xarxa RS-485, que s’utilitzen per connectar estructures executives amb control discret, així com per recopilar informació de les entrades discretes dels mòduls i després transferir-la a la xarxa. La característica principal és que admet molts protocols, inclosos DCON i ModBus RTU. L'indicador del tipus de canvi oscil·la entre 2400 i 115200 bps.

Característiques principals:

• durada del senyal d’entrada: fins a 0,5 ms;
• freqüència del senyal d’entrada: 1 kHz;
• corrent d'entrada: no més de 8,5 mA;
• consum d'energia: fins a 12 VA;
• dimensions: 63 x 110 x 75 mm;
• grau de protecció - IP 20;
• humitat màxima: fins a un 80%;
• temperatura ambient: de -10 a +55 graus.

Es munta a la paret o al carril DIN.

El cost mitjà d’adquisició és de 5760 rubles.

• és capaç de diagnosticar un trencament a la línia de la interfície i transferir les sortides a un estat segur, determinat pel propi usuari;
• controla el nivell del líquid amb sensors conductomètrics;
• detecta automàticament protocols;
• el firmware es pot actualitzar;
• admet el servei al núvol;
• llarga vida útil;
• muntatge fiable;
• baix cost.

• falten significatius.

MU 110

El dispositiu controla la recepció de senyals de la xarxa RS-485 mitjançant elements de sortida incorporats, a causa dels quals es produeix la connexió de dispositius executius amb control discret. Admet una gran quantitat de protocols: ModBus RTU, OBEH, DCON, Modbus ASCII, així com el servei de núvol OwenCloud. Tipus de canvi significatiu: de 2400 a 115200 bps. Les dimensions són insignificants: 63 x 110 x 75 mm, el grau de protecció és IP20, la humitat permesa és del 80%, el règim de temperatura és de -10 a +55 graus. Dos mètodes de muntatge: paret o rail DIN.

El cost mitjà d’un producte és de 5580 rubles.

• els blocs de terminals extraïbles estan equipats amb cargols que no cauen;
• el protocol s’instal·la automàticament;
• pot detectar una interfície trencada;
• el firmware s'actualitza automàticament;
• el dispositiu és fiable i durador;
• a la fabricació s’utilitzen materials d’alta qualitat.

• no s’estableixen significatius.

MU 210

Aquests models són dissenyats i produïts pels fabricants amb el propòsit de controlar els senyals provinents d'Internet mitjançant elements d'entrada discrets integrats, la tasca principal dels quals és connectar actuadors de control discrets. La interfície d'intercanvi és una Internet dual amb 10/100 Mbit, els protocols d'intercanvi utilitzats són Modbus TCP (permet fer quatre connexions simultànies), SNMP i MQTT. Els dos darrers protocols estan en desenvolupament.

El mòdul Мх210 es configura mitjançant un configurador que admet el treball amb un grup de mòduls. Proporciona la possibilitat d’accedir a tots els paràmetres. El dispositiu es connecta mitjançant la interfície Ethernet o USB (mitjançant el connector microUSB). L'ús d'USB no requereix l'ús d'una font d'alimentació externa al mòdul.

Funciona en dos modes:

• Generació de senyals PWM;
• commutació d'estat lògic.

Indicadors de tensió màxima:

• constant - 30 V;
• CA - 250 V.

Els temps d’activació i apagat són mínims i arriben als 15 ms. Funciona amb una tensió de xarxa de 10 a 48 V. No consumeix més de 6 W. Hi ha protecció contra la inversió de polaritat. Funciona amb fitxers d'arxiu, la mida màxima dels quals no supera els 2 kb. El producte mesura 42 x 124 x 83 mm, pesa només 0,4 kg, té un grau de protecció IP20 i està muntat a la paret o al carril DIN. El rang de temperatura ambient per a un treball eficient és de -40 a +55 graus. La humitat relativa pot arribar al 10 al 95 per cent.

La configuració bàsica suposa la presència dels components següents:

• directament el mòdul;
• targeta de garantia i passaport;
• un breu manual d’instruccions;
• terminals de potència 2EGTK - 5 - 02P - 14 per una quantitat d '1 peça;
• cable de cinta adhesiva - UTP 5u 150 mm;
• Exteriors Ethernet.

El cost mitjà del fabricant és de 7440 rubles.

• rang de temperatura de funcionament significatiu;
• llarg període de garantia de 6 anys;
• la capacitat d'operar les sortides en el mode de generació de senyals PWM;
• la capacitat de treballar en la manera de generar el nombre especificat de polsos;
• la presència d'un commutador Ethernet de dos ports dual;
• admet el servidor de núvol OwenCloud;
• admet la tecnologia Ethernet Bypass, que permet transferir informació entre ports, sense perdre la comunicació amb altres mòduls si es produeix una emergència;
• eficaç;
• d'alta precisió;
• qualitat de construcció decent;
• bona relació qualitat-preu;
• amb una llarga vida útil.

• no hi ha control de ruptura de càrrega.

Conclusió

Els mòduls d'E / S són la interfície entre el món real i el processador. Per descomptat, la imatge ideal té aquest aspecte: el processador conté absolutament tots els indicadors de mesura de senyals en qualsevol període de temps. Però això encara no és possible, ja que pot haver-hi milers de canals d’entrada-sortida d’alguns dispositius i els canals del pla de mesura tenen una amplada de banda limitada, de manera que els valors mesurats arriben al procés no quan volem, sinó exclusivament en moments discrets del temps.

S'han desenvolupat i aplicat diversos nivells i opcions per interrogar el canal d'entrada. El disseny modern de l’entrada té el seu propi microcontrolador, gràcies al qual s’analitzen cíclicament tots els canals amb l’enviament posterior de la informació rebuda al buffer. Si el sistema automàtic assumeix l’ús d’uns quants canals modulars, els canals no utilitzats es poden excloure temporalment del procés de votació (emmascarat). Això permetrà que el sistema funcioni amb més rapidesa i eficiència.

Actualment, és molt popular un mòdul d'E / S discret, que pot estar en dos estats: apagat i activat. Les E / S analògiques utilitzen termòmetres, termoparells, senyals de corrent i tensió universals, RTD, etc., com a senyal.