6.3.7. Ввод дискретных сигналов

Рис. 6.28. Структурная схема модуля ввода дискретных сигналов NL-16DI (подробнее см. pdf 920 Кб). ВИП - вторичный источник питания

В системах автоматизации очень распространены двоичные сигналы, которые поступают от концевых выключателей, датчиков охранной или пожарной сигнализации, датчиков заполнения емкостей, датчиков сбегания ленты на конвейере, датчиков приближения и т. п. Такие сигналы не совсем правильно называются "дискретными", но этот термин прочно вошел в практику.

Модули ввода дискретных сигналов в промышленной автоматизации имеют несколько различных типов входов:

• вход типа "сухой контакт";

• дискретный вход для логических сигналов в форме напряжения;

• вход дискретных сигналов 110...220 В.

"Сухим" контактом в системах автоматизации называют источник информации, не имеющий встроенного источника энергии, например, контакты реле или дискретные выходы типа "отрытый коллектор". Для передачи информации о состоянии такого контакта необходим внешний источник тока или напряжения.

Структура модуля вода дискретных сигналов представлена на рис. 6.28. Микроконтроллер модуля ввода выполняет периодическое сканирование входов или по запросу ПЛК. Микроконтроллер выполняет также устранение эффекта "дребезга" "сухих" контактов. Команды опроса входов, установления адреса, скорости обмена, формата данных и др. посылаются в модуль через последовательный интерфейс, обычно RS-485.

Для правильного применения модулей дискретного ввода необходимо знать структуру и характеристики входных каскадов (рис. 6.29, рис. 6.30).

Дискретные входы гальванически развязаны от остальной части модуля ввода. Развязка выполняется, как правило, с помощью оптронов с двумя излучающими диодами, включенными встречно. Это обеспечивает возможность подключения ко входам дискретных сигналов любой полярности. Гальваническая изоляция может быть поканальной или групповой. Чаще используется групповая изоляция, поскольку при этом почти вдвое уменьшается количество входных клемм модуля.

Конденсатор используется во входных каскадах модулей (рис. 6.29, рис. 6.30) для фильтрации высокочастотных помех. Значение граничной частот выбирается в результате компромисса между быстродействием модуля и возможностью ложного срабатывания при воздействии высокочастотных помех. Типовое значение граничной частоты и скорости опроса входов лежит в районе 1 кГц. Для увеличения помехоустойчивости используют также триггеры Шмидта на выходе сигналов оптронов.

Уровень логической единицы дискретных сигналов составляет обычно от 3В до 30В, уровень логического нуля - от 0 до 2 В. Для ввода сигналов от источников типа "сухой контакт" используют источник напряжения  , как показано на рис. 6.30. Аналогично подключают дискретные выходы типа "открытый коллектор". Источник может быть как встроенным в модуль дискретного ввода (как, например, в модуле NL-16DI фирмы RealLab!), так и внешним.

Ввод высокого постоянного напряжения выполняется по схеме рис. 6.29, однако для снижения мощности, рассеиваемой на токозадающем резисторе, используют оптроны с малым управляющим током и резистор с большим сопротивлением и большим пробивным напряжением.