Classificação dos melhores módulos de E / S analógica e discreta para 2020

Qual é a essência da automação? O fato de todo o fluxo de informações ser transmitido de fontes primárias (sensores). Assume-se que os dados recebidos devem corresponder à realidade, apresentar informações em tempo real, o que implica em uma alta taxa de atualização. Somente desta forma será possível monitorar efetivamente o objeto de controle a fim de prevenir falsos alarmes e situações de emergência. Módulos de E / S analógica e digital podem ajudar com isso.

Para que servem esses dispositivos?

Para conectar um dispositivo de acesso remoto, que é usado para acumular uma grande quantidade de dados, uma série de mecanismos auxiliares (executivos) são utilizados. Como funciona a unidade? Ele mede os indicadores analógicos e discretos recebidos, que convertem os dados para o controlador, bem como o dispositivo de controle, servidor (nuvem), PC e outros tipos de equipamentos.

Características principais dos nós de E / S:

1. Interface de comunicação digital (CAN, Ethernet, RS-485 e assim por diante).
2. Variantes dos protocolos de comunicação suportados (ProFibus, ModBus e outros).

O que são

Nós de entrada-saída são:

Tipos	Descrição
Discreto	São disponibilizadas as seguintes funcionalidades: recepção e transformação dos comandos recebidos, incluindo os discretos, que depois são enviados para a rede geral. Isso é feito usando um dos protocolos incluídos, que é conectado imediatamente após o recebimento do comando correspondente.
Analógico	Ele coleta e processa posteriormente as informações recebidas de um tipo analógico. Depois disso, ele é transmitido para o servidor principal, que decifra de acordo com o protocolo atual.

Vale atentar para o fato de que em cada um dos casos em consideração, o comando recebido estará indicado dentro de uma das faixas:

1. Discreto - a faixa do sinal emitido é de 10 V a 28 V, usado como transistor NPN / PNP com coletor aberto.
2. Analógico - a faixa do sinal emitido é de 0 mA a 20 mA, de 4 mA a 20 mA, o sinal de tensão é permitido na faixa de 0 V a 10 V, de 0 V a 5 V.

Sob certas circunstâncias, é necessário equipar portas especializadas que ajudarão a receber um sinal de um RTD ou termopar.

Os módulos do tipo discreto pressupõem a presença de um comando lógico em uma determinada faixa, enquanto os módulos analógicos são coordenados com seus parâmetros eletromagnéticos, comparáveis ​​aos atuadores que são controlados pelo sistema.Os nós de entrada recebem sinais do barramento comum por meio de um determinado protocolo, após o qual são transmitidos às linhas de saída.

Deve-se observar que tanto todos os canais dos módulos quanto os circuitos de alimentação possuem isolamento galvânico do barramento comum.

As unidades utilizadas podem funcionar com um dos vários protocolos de comunicação: Modbus, DeviceNet, RTU. O princípio da troca de protocolos de informação entre o nó e o controlador é o seguinte: mestre e escravo, onde o módulo é o escravo. O processador do dispositivo, tendo solicitado dados de todos os canais e fixando seu estado, aguarda um comando de inicialização do PLC para receber e transmitir essas informações.

Existem modelos populares em que o comando de troca inicia o próprio nó de entrada, que recebeu informações sobre a mudança de estado do canal. Há uma transferência de endereço de dados do nó para o PLC. O processador é capaz de realizar funções adicionais, como:

• calibrar e linearizar as leituras do sensor;
• monitorar a tensão de alimentação;
• realizar diagnósticos.

Modificações de equipamento

Os melhores fabricantes produzem modelos em diversas modificações. Eles diferem em funcionalidade, preço médio, capacidades, características técnicas, material de fabricação das peças componentes, interação com o PLC através de um barramento comum. Vamos abordar cada opção com mais detalhes.

Discrete ARD Series

A troca de dados ocorre usando o protocolo DeviceNet. Um modelo universal que permite usar diferentes procedimentos de comunicação, incluindo mudança (COS). Existe uma entrada de sinal multibyte. O que é isso? Em primeiro lugar, a solução ideal para E / S remota para ACS. A série inclui módulos padrão e espécimes com conectores especiais para poder conectar sensores.

Existem oito canais de entrada-saída de sinais discretos com um coletor PNP ou NPN aberto. Os canais são opticamente isolados da fonte de dados ou da carga. Também há proteção contra sobrecorrente, quando a polaridade da tensão de alimentação é invertida, de uma tensão muito alta.

Todos os equipamentos são compatíveis com o protocolo DeviceNet. É possível conectar três nós de expansão adicionais ao módulo principal. Dispositivos adicionais podem funcionar em redes DeviceNet / ModBus. Este produto torna possível:

• Saída / entrada de 1 byte - ler e escrever no formato de 1 byte;
• Saída / entrada de 8 bytes - lê e grava dados no formato multibyte.

Ao mesmo tempo, a velocidade de transferência de informações depende diretamente da distância entre o nó e o dispositivo host. Como resultado, temos a seguinte imagem:

• distância de meio quilômetro - 125 kbit / s;
• distância de 250 metros - 250 kbps;
• distância de até cem metros - 500 kbps.

O peso dos módulos, dependendo da marca, varia de 64 a 59 gramas. Existem recursos adicionais:

• capaz de determinar as características dos dispositivos conectados;
• pode controlar a tensão na rede, identificar o indicador máximo, mínimo e atual, estabelecer controle sobre o nível de tensão;
• defina o número de nós de expansão.

A presença de um conector especial e-Con na montagem para conectar os sensores torna a conexão rápida e descomplicada, enquanto economiza espaço livre durante a instalação.

Uma visão geral das características técnicas mostrará a seguinte imagem:

1. Tensão na faixa de 12 a 28 V DC.
2. Isolamento - isolamento do optoacoplador galvânico.
3. O consumo máximo de energia é 3 W.
4. COM - 8 canais.
5. Índice de vibração - de 1,5 mm a uma frequência de 10 - 55 Hz.
6. A temperatura permitida é de -10 graus a +50 graus.
7. O indicador de umidade é de 35 a 85%.
8. Grau de proteção - IP2
9. Material de fabricação - policarbonato.
10. Existe proteção contra sobrecorrente, sobretensão, inversão de polaridade.
11. Montável por parafuso ou trilho DIN.

Discrete ARM Series

Para a troca de dados, é utilizado o protocolo Modbus RTU, sendo possível realizar apenas um procedimento: realizar polling cíclico (POLL) e entrada de informação de 1 byte. O modelo permite expandir o número de portas para sinais de saída e entrada de PLCs, painéis de operação ou PC.

O número de canais - 8 peças, que são opticamente isoladas da carga e da fonte de sinal, bem como de picos de tensão, inversão de polaridade e assim por diante. Existe uma configuração automática da taxa de transmissão, que corresponde à velocidade do equipamento host (PC, PLC, etc.). O número máximo de conexões de tais módulos básicos ao mestre é 63. Nós de expansão adicionais podem ser conectados para trabalhar na rede DeviceNet / ModBus.

Um produto muito compacto com uma largura de 26 mm. Para trilho DIN ou montagem em painel com parafusos. Conectar sensores é rápido e fácil usando os conectores e-Con. Capaz de trabalhar a uma distância considerável - até 800 m. Em termos de parâmetros, são praticamente semelhantes à versão anterior.

ARIO

Um dispositivo compacto que inclui:

• nó de interface (capaz de suportar um grande número de protocolos Modbus RTU, EtherNet / IP, ProfiNet, EtherCat, CC-Link, ModBus TCP, Devicenet) para estabelecer comunicação com IHM e PLC industriais, bem como PC;
• carregador;
• dispositivos de entrada-saída digitais e analógicos.

Ele pode combinar 64 dispositivos de E / S simultaneamente e usá-los para controle. O equipamento é equipado com terminais plug-in que permitem a conexão rápida de elementos externos. A instalação da estrutura é realizada em calha DIN. A possibilidade de desligar o bloco de terminais e a unidade de controle permite realizar a manutenção do sistema sem desligar o canal de comunicação e a fonte de alimentação. A estrutura pode ser instalada com espaço livre insuficiente, pois suas pequenas dimensões permitem que seja feito sem muito esforço e engenhosidade.

Os produtos são utilizados nas seguintes áreas:

• indústria automotiva com linhas de montagem de máquinas;
• diversas áreas de produção onde foi necessário coletar e processar informações em modo automático;
• a fim de criar um processo unificado de gestão e despacho de uma instalação industrial distribuída;
• se é necessário automatizar a produção tecnológica remota.

Para determinar o melhor produto, é necessário estudar a classificação dos modelos de qualidade, determinar os critérios de seleção, esclarecer suas vantagens e desvantagens, bem como o preço médio, e entender suas características. As vantagens do módulo ARIO incluem:

1. Instalação conveniente. Conectar condutores é rápido o suficiente. Você pode fazer isso sozinho, sem usar ferramentas adicionais. Você nem precisará de instruções passo a passo.
2. A presença de vários tipos de dispositivos e construção modular. Esta função possibilita fazer alterações no design do dispositivo, dependendo das necessidades do usuário.
3. Auto diagnóstico. O sistema é capaz de verificar de forma independente o funcionamento de elementos individuais.
4. Função de desligamento a quente. Você pode alterar os componentes que se tornaram inutilizáveis ​​sem desconectar o equipamento da fonte de alimentação.
5. Compacidade. As pequenas dimensões de certos componentes permitem economizar espaço de instalação.
6. Flexibilidade de uso. Funciona com um grande número de protocolos de troca e vários tipos de módulos.
7. A presença de um trilho DIN garante uma fixação confiável e de alta qualidade.
8. Existem indicadores do status operacional de elementos individuais.

Escopo de uso

Os âmbitos de aplicação dos dispositivos deste tipo, desde que se trate de estruturas que permitem a utilização de tais dispositivos, são os seguintes:

• instalações locais automatizadas e de alta tecnologia de tipo remoto;
• dispositivos de despacho e kits de manobra de alto desempenho, que são controlados por acesso remoto;
• onde existem sistemas que coletam e transmitem dados;
• kits de alta tecnologia, incluindo linhas de montagem, transportadores, grupos de máquinas e muitos outros elementos, bem como empresas automatizadas com instalações de produção.

Como escolher e onde comprar produtos

Quando é necessário adquirir módulos, muitas dúvidas surgem, inclusive qual empresa é melhor escolher um produto. Existem muitos modelos populares, os fabricantes tentam agradar aos usuários mais meticulosos. As opções inteligentes custam muito dinheiro; as opções de marca não são baratas.

Qual marca é melhor comprar depende das preferências do usuário e do escopo do dispositivo. Avaliações de clientes, às quais vale a pena prestar atenção, também são importantes. É melhor não cometer erros na escolha, pois o resultado final pode ser negativo e o dinheiro será desperdiçado.

Antes de visitar pontos de venda especializados ou encomendar online um design numa loja online, vale a pena ouvir as recomendações dos especialistas da área e obter deles conselhos práticos. É necessário não perder novos itens da produção russa e estrangeira. De acordo com os compradores, você pode escolher um produto de qualidade a um preço acessível. Não é possível fazer tal dispositivo com suas próprias mãos e não há necessidade disso. Mas você pode instalá-lo sem ajuda.

Classificação dos melhores módulos de E / S analógica e discreta para 2020

Analógico

DICA D 215

O módulo de quatro canais é baseado no DAC 8775, possui um conversor LM 5166 integrado, que permite trazer a dissipação de potência para um indicador de 1 W. O dispositivo requer uma tensão de entrada de 1,5 a 40 V. É capaz de regenerar na entrada 4 fontes separadas usadas para controlar a conexão de periféricos. Suas características incluem a presença de gerenciamento de potência adaptável das saídas de corrente, bem como um indicador da corrente chaveada de 4-20 mA por canal.

Quanto custa o produto? O fabricante oferece seu produto a um preço negociado, dependendo da configuração.

• parâmetros de alta confiabilidade;
• as ferramentas de diagnóstico do tipo embutido permitem estabelecer um curto-circuito e interrupções;
• é possível monitorar a temperatura do cristal;
• o cronômetro de vigilância monitora o desligamento do barramento SPI;
• responde perfeitamente a situações de emergência;
• detecta problemas do sistema no estágio inicial;
• confiável;
• altamente funcional;
• tempo de resposta curto;
• alta eficiência;
• existem oportunidades inovadoras de autoaprendizagem.

• significativo não estabelecido.

TIDA - 01434

Os produtos são categorizados como módulos de entrada analógica completos com recursos completos que atendem às demandas atuais de eficiência e funcionalidade, bem como densidade de canal, com dimensões moderadas de PCB. Características distintivas - baixo consumo de energia e uma ampla faixa de temperaturas de operação. Este projeto funciona com base em um conversor DC / DC no modo Charge Pump. Você pode alternar do modo de canal único para o modo de vários canais sem ajustar os parâmetros de alimentação principais.

As principais características do produto incluem:

• não há necessidade de conectar circuitos de cintagem adicionais;
• existe uma função de conexão externa;
• há uma fonte de alimentação analógica bipolar com bomba de carga inversora;
• não há indutores a bordo, portanto, a altura da estrutura não é superior a 3,5 mm;
• há uma fonte de alimentação isolada e um conversor analógico-digital sigma-delta de alta precisão.

Você pode conectar entradas analógicas de canal único ou multicanal com sinais de entrada bipolares. Adequado para dispositivos canal a canal, bem como para entradas com isolamento de grupo.

O preço das mercadorias é negociável.

• o circuito usa um isolador digital ISOW 7841;
• você não pode incluir componentes adicionais na cadeia;
• alta vida útil;
• pequenas dimensões;
• fácil de usar;
• feito de material de alta qualidade.

• significativas estão faltando.

MV 110

O produto ajuda a medir sinais analógicos com entradas analógicas integradas e converter os valores obtidos em valores físicos, para que os dados posteriores possam ser transmitidos pela rede RS-485. Tem uma taxa de transmissão de 2400 a 115200 bps. Protocolos suportados: DCON, OBEH, ModBus RTU, Modbus ASCII. Principais características técnicas:

• consumo de energia - até 6 VA;
• Capacidade ADC - 16 bits;
• tempo de votação de entrada - até 0,4 seg.;
• fonte de alimentação - universal 24 V;
• grau de proteção - IP20;
• montagem - em trilho DIN ou em parede;
• umidade relativa - até 80%;
• limite de temperatura - de -10 a +55 graus.

O produto pode ser adquirido a um preço de 5.160 rublos.

• possui configuração individual para entrada independente;
• a comida é universal;
• o tipo de protocolo é determinado automaticamente;
• conduz com eficiência diagnósticos de sensores conectados;
• blocos terminais removíveis equipados com parafusos prisioneiros;
• o firmware é atualizado constantemente.

• não identificado.

M - 7013 PD

Dispositivo analógico de canal único com resistência térmica, indicação por LED, Modbus / RTU e DCON. Interface do tipo RS-485, há um sistema de reconhecimento de quebra, há um conector e terminais de parafuso. Precisão de medição bastante alta - até 0,05%. Você pode montar o dispositivo de duas maneiras: usando um trilho DIN ou diretamente na parede. Consumo de energia - 1,2 W, tensão de entrada na faixa de +10 a +30 V, temperatura de operação - de -25 a +75 graus.

O produto pode ser adquirido a um preço de 16.718 rublos.

• alta fiabilidade;
• montagem sólida;
• durabilidade;
• praticidade;
• alimento universal.

• significativas não foram identificadas.

Discreto

MK 110

O dispositivo é fabricado para controlar os EEs discretos embutidos usando sinais da rede RS-485, que são usados ​​para conectar estruturas executivas com controle discreto, bem como para coletar informações das entradas discretas dos módulos e, em seguida, transmiti-las para a rede. A principal característica é que ele suporta muitos protocolos, incluindo DCON e ModBus RTU. O indicador da taxa de câmbio varia de 2.400 a 115.200 bps.

Características principais:

• duração do sinal de entrada - até 0,5 ms;
• frequência do sinal de entrada - 1 kHz;
• corrente de entrada - não mais do que 8,5 mA;
• consumo de energia - até 12 VA;
• dimensões - 63 x 110 x 75 mm;
• grau de proteção - IP 20;
• umidade máxima - até 80%;
• temperatura ambiente - de -10 a +55 graus.

Montagem em parede ou trilho DIN.

O custo médio de aquisição é de 5760 rublos.

• é capaz de diagnosticar uma quebra na linha da interface e transferir as saídas para um estado seguro, que é determinado pelo próprio usuário;
• controla o nível do líquido com sensores condutométricos;
• detecta protocolos automaticamente;
• o firmware pode ser atualizado;
• suporta serviço em nuvem;
• longa vida útil;
• montagem confiável;
• baixo custo.

• significativas estão faltando.

MU 110

O dispositivo controla a recepção de sinais da rede RS-485 por meio de elementos de saída embutidos, através dos quais ocorre a conexão de dispositivos executivos com controle discreto. Suporta um grande número de protocolos: ModBus RTU, OBEH, DCON, Modbus ASCII, bem como o serviço de nuvem OwenCloud. Taxa de câmbio significativa: de 2.400 a 115.200 bps. As dimensões são insignificantes: 63 x 110 x 75 mm, o grau de proteção é IP20, a umidade permitida é de 80%, o regime de temperatura é de -10 a +55 graus. Dois métodos de montagem: parede ou trilho DIN.

O custo médio de um produto é 5.580 rublos.

• os blocos de terminais removíveis são equipados com parafusos que não caem;
• o protocolo é instalado automaticamente;
• pode detectar uma interface quebrada;
• o firmware é atualizado automaticamente;
• o dispositivo é confiável e durável;
• materiais de alta qualidade são usados ​​na fabricação.

• significativas não são estabelecidas.

MU 210

Esses modelos são projetados e produzidos por fabricantes com a finalidade de controlar sinais da Internet por meio de elementos de entrada discreta embutidos, cuja principal tarefa é conectar atuadores com controle discreto. A interface de troca é uma Internet dupla com 10/100 Mbit, os protocolos de troca utilizados são Modbus TCP (permite fazer quatro ligações simultâneas), SNMP e MQTT. Os dois últimos protocolos estão em desenvolvimento.

O módulo Мх210 é configurado usando um configurador que suporta o trabalho com um grupo de módulos. Ele fornece a capacidade de acessar todos os parâmetros. O dispositivo é conectado usando a interface Ethernet ou USB (via conector microUSB). O uso de USB não requer o uso de fonte de alimentação externa para o módulo.

Funciona em dois modos:

• Geração de sinal PWM;
• comutação de estado lógico.

Indicadores de tensão máxima:

• constante - 30 V;
• AC - 250 V.

Os tempos de liga e desliga são mínimos e chegam a 15 ms. Opera com tensão de rede de 10 a 48 V. Consome energia não mais que 6 W. Existe proteção contra inversão de polaridade. Funciona com arquivos compactados cujo tamanho máximo não excede 2 kb. O produto mede 42 x 124 x 83 mm, pesa apenas 0,4 kg, possui um grau de proteção IP20 e é montado na parede ou em trilho DIN. A faixa de temperatura ambiente para um trabalho eficiente é de -40 a +55 graus. A umidade relativa pode chegar a 10 a 95 por cento.

A configuração básica pressupõe a presença dos seguintes componentes:

• diretamente o módulo;
• cartão de garantia e passaporte;
• um breve manual de instruções;
• terminais de potência 2EGTK - 5 - 02P - 14 no valor de 1 peça;
• cabo de fita adesiva - UTP 5u 150 mm;
• Stubs Ethernet.

O custo médio do fabricante é 7.440 rublos.

• faixa significativa de temperatura de operação;
• longo período de garantia de 6 anos;
• a capacidade de operar as saídas no modo de geração de sinal PWM;
• a capacidade de trabalhar no modo de gerar o número especificado de pulsos;
• a presença de um switch Ethernet de duas portas;
• suporta servidor de nuvem OwenCloud;
• suporta a tecnologia Ethernet Bypass, que possibilita a transferência de informações entre portas, sem perder a comunicação com outros módulos em caso de emergência;
• eficaz;
• alta precisão;
• qualidade de construção decente;
• bom valor para o dinheiro;
• com uma longa vida útil.

• não há monitoramento de quebra de carga.

Conclusão

Os módulos de E / S são a interface entre o mundo real e o processador. Claro, a imagem ideal se parece com esta: o processador contém absolutamente todos os indicadores de sinais de medição em qualquer período de tempo. Mas isso ainda não é possível, pois pode haver milhares de canais de I / O de alguns dispositivos, e os canais do plano de medição são limitados em largura de banda, portanto os valores medidos alcançam o processo não quando queremos, mas exclusivamente em momentos discretos no tempo.

Vários níveis e opções para pesquisar o canal de entrada foram desenvolvidos e aplicados. O design moderno da entrada possui seu próprio microcontrolador, graças ao qual absolutamente todos os canais são ciclicamente pesquisados ​​com o subsequente direcionamento da informação recebida para o buffer. Se o sistema automático assumir o uso de apenas alguns canais modulares, os canais não usados ​​podem ser temporariamente excluídos do processo de votação (mascarados). Isso permitirá que o sistema opere com mais rapidez e eficiência.

Atualmente, um módulo de E / S discreto é muito popular, que pode estar em dois estados: desligado e ligado. E / S analógica usa termômetros, termopares, sinais universais de tensão e corrente, RTDs e assim por diante como um sinal.