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电子发烧友网>电子资料下载>可编程逻辑>优化工业DAQ系统设计方案

优化工业DAQ系统设计方案

2017-11-28 | rar | 0.4 MB | 次下载 | 1积分

资料介绍

 可编程逻辑控制器PLC)是很多工业自动化和过程控制系统的核心,可监控和控制复杂的系统变量。 基于PLC的系统采用多个传感器和执行器,可测量和控制模拟过程变量,例如压力、温度和流量。 PLC广泛应用于众多不同应用,例如工厂、炼油厂、医疗设备和航空航天系统,它们需要很高的精度,还要保持稳定的长时间工作。 此外,激烈的市场竞争形势要求必须降低成本和缩短设计时间。 因此,工业设备和关键基础设施的设计人员在满足客户对精度、噪声、漂移、速度和安全的严格要求方面遇到了严峻的挑战。
  本文说明如何利用ADAS3022来替换模拟前端(AFE)级,从而降低复杂性,解决多通道数据采集系统设计中遇到的诸多难题。 这种高性能器件具有多个输入范围,非常适合高精度工业、仪器、电力线和医疗数据采集卡应用,可以降低成本和加快产品面市,同时占用空间很小,易于使用,在1 MSPS速率下提供真正的16位精度。
  优化工业DAQ系统设计方案
  图1. 典型PLC信号
  PLC应用示例
  图1显示在工业自动化和过程控制系统中使用PLC的简化信号链。 PLC通常包括模拟和数字输入/输出(I/O)模块、中央处理器CPU)和电源管理电路。
  在工业应用中,模拟输入模块可获取和监控恶劣环境中的远程传感器信号,例如存在极端温度和湿度、振动、爆炸化学物品的环境。 典型信号包括具有5 V、10 V、±5 V和±10 V满量程范围的单端电压或差分电压,或者0 mA至20 mA、4 mA至20 mA、±20 mA范围的环路电流。 当遇到具有严重电磁干扰(EMI)的长电缆时,通常使用电流环路,因为它们本身具有良好的抗扰度。
  模拟输出模块通常控制执行器,例如继电器、电磁阀和阀门等,以形成完整自动化控制系统。 它们通常提供具有5 V、10 V、±5 V和±10 V满量程范围的输出电压,以及4 mA至20 mA的环路电流输出。
  典型模拟I/O模块包括2个、4个、8个或16个通道。 为满足严格行业标准,这些模块需要提供过压、过流和EMI浪涌保护。 大多数PLC包括ADC和CPU之间、CPU和DAC之间的数字隔离。 高端PLC可能还有国际电工委员会(IEC)标准规定的通道间隔离。 很多I/O模块包括每通道软件可编程单端或差分输入范围、带宽和吞吐率。
  在现代PLC中,CPU自动执行多个控制任务,利用实时信息访问进行智能决策。 CPU可能包含高级软件和算法以及Web连接,用于差错校验诊断和故障检测。 常用通信接口包括RS-232、RS-485、工业以太网、SPI和UART
  图2所示电路是一款高度集成、16位、1 MSPS、多路复用、8通道、灵活的数字采集系统(DAS),集成可编程增益仪表放大器(PGIA),能够处理全范围工业级信号。 这种高集成度可以节省电路板空间,降低整体部件成本,使得ADAS3022非常适合空间受限的应用,例如自动测试设备、电力线监控、工业自动化、过程控制、病人监护以及其他工业和仪表系统,它们都采用±10 V的工业信号电平工作。
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