T201 — трансформатор переменного тока

Сдв_и_схема_подключения

Специализированные малогабаритные интеллектуальные датчики давления СДВ «Коммуналец» оптимизированы для применения в узлах коммерческого учета тепловой энергии.

Применение высокостабильных промышленных сенсоров отечественного производства и современной микропроцессорной электроники обеспечивает выпуск приборов высокой надежности с межповерочным интервалом 5 лет.

СДВ-И датчик предназначен для пропорционального преобразования избыточного давления жидкостей, паров и газов в стандартный выходной сигнал постоянного тока.

СДВ-И преобразователи давления применяются в жилищно-коммунальном хозяйстве, в узлах учета воды и тепла в соответствии с требованиями правил учета тепловой энергии и теплоносителя, в системах централизованного контроля и управления технологическими процессами на объектах электро-, тепло-, водо-, нефте- и газоснабжения, в распределительных сетях, а также в локальных системах автоматизации насосного, компрессорного и другого оборудования.

Возможен заказ в исполнении Ех.

Отличительные особенности датчика СДВ-И:

— Три диапазона измерения в одном приборе;

— Возможность переключения диапазона измерения, корректировки «0» и калибровки с помощью индикатора-коммуникатора (ИК;)

— Высокая перегрузочная способность – до 300%;

— Возможность цифровой индикации (в комплекте с ИК) выходного сигнала и сигнализации при выходе давления за пределы уставки

Характеристики индуктивных датчиков

Чем отличаются датчики.

Конструкция, вид корпуса

Тут два основных варианта  – цилиндрический и прямоугольный. Другие корпуса применяются крайне редко. Материал корпуса – металл (различные сплавы) или пластик.

Расстояние переключения (рабочий зазор)

Это то расстояние до металлической пластины, на котором гарантируется надёжное срабатывание датчика. Для миниатюрных датчиков это расстояние – от 0 до 2 мм, для датчиков диаметром 12 и 18 мм – до 4 и 8 мм, для крупногабаритных датчиков – до 20…30 мм.

Количество проводов для подключения

Подбираемся к схемотехнике.

2-проводные. Датчик включается непосредственно в цепь нагрузки (например, катушка пускателя). Так же, как мы включаем дома свет. Удобны при монтаже, но капризны к нагрузке. Плохо работают и при большом, и при маленьком сопротивлении нагрузки.

2-проводный датчик. Схема включения

Нагрузку можно подключать в любой провод, для постоянного напряжения важно соблюдать полярность. Для датчиков, рассчитанных на работу с переменным напряжением – не играет роли ни подключение нагрузки, ни полярность

Можно вообще не думать, как их подключать. Главное – обеспечить ток.

3-проводные. Наиболее распространены. Есть два провода для питания, и один – для нагрузки. Подробнее расскажу отдельно.

4- и 5-проводные. Такое возможно, если используется два выхода на нагрузку (например, PNP и NPN (транзисторные), или переключающие (реле). Пятый провод – выбор режима работы или состояния выхода.

Виды выходов датчиков по полярности

У всех дискретных датчиков может быть только 3 вида выходов в зависимости от ключевого (выходного) элемента:

Релейный. Тут всё понятно. Реле коммутирует необходимое напряжение либо один из проводов питания. При этом обеспечивается полная гальваническая развязка от схемы питания датчика, что является основным достоинством такой схемы. То есть, независимо от напряжения питания датчика, можно включать/выключать нагрузку с любым напряжением. Используется в основном в крупногабаритных датчиках.

Транзисторный PNP. Это – PNP датчик. На выходе – транзистор PNP, то есть коммутируется “плюсовой” провод. К “минусу” нагрузка подключена постоянно.

Транзисторный NPN. На выходе – транзистор NPN, то есть коммутируется “минусовой”, или нулевой провод. К “плюсу” нагрузка подключена постоянно.

Можно чётко усвоить разницу, понимая принцип действия и схемы включения транзисторов. Поможет такое правило: Куда подключен эмиттер, тот провод и коммутируется. Другой провод подключен к нагрузке постоянно.

Ниже будут даны схемы включения датчиков, на которых будет хорошо видно эти отличия.

Виды датчиков по состоянию выхода (НЗ и НО)

Какой бы ни был датчик, один из основных его параметров – электрическое состояние выхода в тот момент, когда датчик не активирован (на него не производится какое-либо воздействие).

Выход в этот момент может быть включен (на нагрузку подается питание) либо выключен. Соответственно, говорят – нормально закрытый (нормально замкнутый, НЗ) контакт либо нормально открытый (НО) контакт. В иностранной аппаратуре, соответственно – NС и NО.

То есть, главное, что надо знать про транзисторные выходы датчиков – то, что их может быть 4 разновидности, в зависимости от полярности выходного транзистора и от исходного состояния выхода:

  • PNP NO
  • PNP NC
  • NPN NO
  • NPN NC

Контакты датчиков также могут быть с задержкой включения или выключения. Про такие контакты также сказано в статье про приставки выдержки времени ПВЛ. А почему датчики, отвечающие за безопасность, должны быть обязательно с НЗ контактами – см. статью про Цепи безопасности в промышленном оборудовании.

Положительная и отрицательная логика работы

Это понятие относится скорее к исполнительным устройствам, которые подключаются к датчикам (контроллеры, реле).

ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ или ПОЛОЖИТЕЛЬНАЯ логика относится к уровню напряжения, который активизирует вход.

ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ логика: вход контроллера активизируется (логическая “1”) при подключении к ЗЕМЛЕ. Клемму S/S контроллера (общий провод для дискретных входов) при этом необходимо соединить с +24 В=. Отрицательная логика используется для датчиков типа NPN.

ПОЛОЖИТЕЛЬНАЯ логика: вход активизируется при подключении к +24 В=. Клемму контроллера S/S необходимо  соединить с ЗЕМЛЕЙ. Используйте положительную логику для датчиков типа PNP. Положительная логика применяется чаще всего.

Продолжение статьи – здесь >>>. Во второй части даны реальные схемы и рассмотрено практическое применение различных типов датчиков с транзисторным выходом.

Сплиттер или размножитель сигнала.

Сплиттер или так называемый размножителя сигнала «размножает» один сигнал RTD в два независимых изолированных сигнала напряжения или тока. Гальваническая изоляция выходов друг от друга и от входа гарантирует, что не возникнет проблем с взаимным влиянием приборов друг на друга при подключении одного датчика к двум и более различным устройствам. Получается своего рода рассмотренный выше вариант с нормирующим преобразователем, но лишенный негативного взаимного влияния приборов друг на друга.

В качестве размножителя можно применить сплиттер модели APD 1393 RTD с двумя изолированными выходами.

Преимущества датчиков СДВ-И в условиях импортозамещения

1. Собственное производство высокостабильных промышленных сенсоров

Владение сенсорными технологиями и независимость от поставки сенсоров давления из-за рубежа позволяет обеспечить:

  • Надежность импортозамещения по датчикам давления;
  • Надежность поставок «точно вовремя»;
  • Гарантию сервиса в процессе эксплуатации.

2. Накоплен богатейший опыт разработки и производства датчиков давления

  • Возможность разработки новых изделий и постановки на серийное производство по ТЗ заказчика;
  • Полный цикл изготовления от разработки до сборки и настройки;
  • Применение современного высокотехнологичного оборудования;
  • Возможность интеграции в системы любой сложности;
  • Высокое качество;
  • Минимальные сроки изготовления.

Источник

Стандарты и примеры применения токовой петли

За все время существования токовой петли было разработано несколько вариантов ее практического применения, которые получили достаточно широкое распространение. Изначально (в 50-х годах ХХ века) токовая петля с уровнями сигналов 0-60 мА использовалась в телеграфии, однако из-за недопустимо высокого (даже в то время) энергопотребления уже с начала 60-х годов максимальный уровень тока был уменьшен до 20 мА. На сегодняшний день 20 мА является предельным значением тока для большинства интерфейсов, хотя, в соответствии с ГОСТ 26.011-80, значение этой величины, по согласованию с заказчиком, может достигать 100 мА.

Токовая петля упоминается в ряде отечественных стандартов, например, ИРПС/IFSS (ОСТ 11 305.916-84), ГОСТ 27696-88 или ГОСТ 28854-90 и зарубежных, например, IEC 62056-21/DIN 66258. Однако ни один из них не является спецификацией непосредственно токовой петли. Например, IEC 62056-21 стандартизирует протокол связи с электросчетчиками, ГОСТ 27696-88 – интерфейсы, применяемые в промышленных роботах, а ИРПС – интерфейс соединения компьютеров с периферийными устройствами (принтерами, телетайпами и прочим). Таким образом, большинство производителей использует уровни сигналов токовой петли, ставшие традиционными, хотя, уровни сигналов 4-20 мА (впрочем, как и 0-5 мА и 0-20 мА) непосредственно указаны в ГОСТ 26.011-80 «Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные».

В целом современные интерфейсы, использующие токовую петлю для передачи данных, отличаются лишь минимальным уровнем допустимого сигнала, который может быть равен либо 0, либо 4 мА. В ряде случаев для передачи информации может использоваться переменный ток в диапазоне -5…+5 мА (при небольших расстояниях) или -20…+20 мА. Все попытки уменьшить максимальное значение тока для снижения энергопотребления увенчались успехом лишь на коротких линиях, поскольку при малом токе и большой длине кабеля катастрофически падает скорость передачи данных.

Пик популярности токовой петли пришелся на эпоху аналоговой телефонии, ведь именно этот способ связи использовался для соединения проводных телефонов с АТС. В телефонных системах необходимая дальность связи, достигающая нескольких десятков километров, обеспечивается использованием повышенного напряжения питания (24…125 В). Стандартная полоса частот при этом составляет 0,3…3,4 кГц, а максимальный ток в линии обычно не превышает 20 мА.

Токовая петля с уровнями 0-5 мА является физическим уровнем стандарта MIDI (Musical Instrument Digital Interface), широко используемого для обмена данными между электронными музыкальными инструментами. Это формат обеспечивает передачу данных со скоростью 31,25 кбит/с на небольшие расстояния (в пределах студии или концертной площадки).

Основным применением токовой петли с уровнями сигнала 4-20 мА являются промышленные системы автоматики, для которых необходима высокая надежность, поэтому в них и используется «смещенный ноль», чтобы своевременно обнаружить неисправность системы управления и принять надлежащие меры для предотвращения возникновения аварийной ситуации.

В последнее время, в связи с повсеместным распространением цифровых методов управления, для систем на основе токовой петли 4-20 мА разработан набор коммуникационных стандартов для промышленных сетей HART (Highway Addressable Remote Transducer). Проводная версия данного протокола фактически является надстройкой над аналоговым интерфейсом 4-20 мА и позволяет использовать одну и ту же линию связи для одновременной передачи и аналогового (при ограничении полосы до 25 Гц) и цифрового сигналов. Передача цифровых данных обеспечивается путем подмешивания в аналоговый сигнал высокочастотных несущих с амплитудой ±0,5 мА, модулированных по частоте (1200/2200 Гц) или фазе (3200 Гц). При использовании частотной модуляции пропускная способность цифрового канала равна 1200 бит/с, а фазовая модуляция, за счет использования 8-позиционной манипуляции, позволяет увеличить этот параметр до 9600 бит/с. На момент написания статьи последней является 7-я версия протокола (HART 7), описанная в документе HCF-SPEC-13.  Некоторые фрагменты проводной версии данного интерфейса вошли в стандарт IEC 61158-CPF9, а беспроводной – в IEC 62591:2010.

Подключение аналогового датчика давления с токовым выходом 4-20 мА

Аналоговый режим зоны контроля поддерживают блоки КСИТАЛ с версией прошивки не ниже 315.318.

Каждая из зон контроля может быть перенастроена для работы в режиме аналогового входа. В этом режиме отключается питание входа со стороны платы контроллера и к этому входу можно подключить для замера и контроля внешнее напряжение до 10В.

Отключение питания входа возможно у блоков с версией печатной платы не ниже CELL15. В более старых блоках из-за отсутствия возможности отключения внутреннего питания входа, точность измерения давления будет несколько хуже.

Каждому входу можно установить границы допустимого диапазона замеряемого напряжения в Вольтах. Отклонение напряжения выше верхней или ниже нижней границы приводит к сработке зоны контроля и рассылке соответствующих SMS. Например, при подключении датчика давления с аналоговым выходом тревожные SMS будут отправляться как при аварийно низком, так и при аварийно высоком давлении.

Для получения показаний датчика в барах его необходимо откалибровать. Порядок работы с аналоговым входом зоны контроля:

Первый шаг

Установить максимальным, диапазон входного напряжения для зоны, которая будет использована в качестве аналогового входа с помощью SMS, например:

в этом примере и далее выбрана 2-я зона.

Шаг второй

Перевести нужную зону (в нашем случае 2-ю) в аналоговый режим, присвоив ей статус «4» в настройке ACTIVE ZONE. Например, это можно сделать в помощью SMS:

Шаг третий

Подать измеряемое напряжение на вход этой зоны. Если используется датчик давления с токовым выходом (4ма-20ма), то выходной ток надо преобразовать в напряжение, пропустив этот ток через резистор 400-500 Ом. Резистор надо установить между входом зоны и «общ.»

Шаг четвертый

Подать рабочее давление и замерить напряжение на резисторе. Напряжение должно быть в диапазоне от 2В до 8В. Если напряжение не попадает в этот диапазон, то в соответствии с инструкцией на датчик подобрать напряжение питания датчика или сопротивление резистора

Шаг пятый

Для датчика давления зафиксировать уровень сигнала при нулевом избыточном (атмосферном) давлении. Для этого сбросить измеряемое давление до атмосферного и отправить SMS, например:

в этом примере цифра 2 — номер используемой зоны.

Шаг шестойОткалибровать датчик (обязательно только после фиксации нулевого давления), подав на него рабочее давление, измерить его в bar и измеренное значение отправить по SMS, например:

Если необходимо задать допустимый диапазон давления, в случае отклонения от которого, Кситал вам пришлет смс оповещение о выходе за пределы верхней или нижней границы. Границы задаются SMS командой, есть нижняя и верхняя границы. Например командой:

Для запроса текущего давления необходимо отправить SMS:

Для запроса заданных границ диапазона давления необходимо отправить SMS:

Если у вас настроена передача данных в Интернет, то напряжения на этих зонах, пересчитанные, допустим в давление, включаются в отправляемый пакет. При этом исходные значения напряжения по этим зонам и давление присутствуют в пакете.

Источник

Разновидности интерфейсов 4-20 мА

Все рассмотренные выше варианты использования интерфейса 4-20 мА относились к его двухпроводной версии, которая является самой простой и бюджетной. Как было сказано выше, единственным недостатком двухпроводного соединения является ограниченная мощность питания удаленного оборудования, связанная с конечным значением как максимального тока в линии (20 мА), так и максимального падения напряжения на приемной стороне.

Этот недостаток полностью устранен в четырехпроводной версии рассматриваемого интерфейса, в которой для питания удаленного оборудования используется отдельный узел, подключаемый с помощью отдельного электрического кабеля (рисунок 7). При таком подходе информационная часть системы оказывается полностью изолированной от всех остальных цепей (при условии, что передатчик и приемник интерфейса 4-20 мА тоже содержат соответствующие изолирующие компоненты), что обеспечивает наивысший уровень защиты от электромагнитных помех. Напряжение питания удаленного оборудования в общем случае может быть любым. Чаще всего используются постоянные (12, 24 или 48 В) или переменное (220 В, 50 Гц) напряжения, что позволяет использовать для этой цели стандартные шины и источники питания.

Рис. 7. Четырехпроводная версия интерфейса 4-20 мА

Очевидно, что такой вариант подключения является самым сложным и дорогим, однако он позволяет дистанционно питать оборудование теоретически любой мощности и передавать информацию с наивысшим уровнем помехозащищенности. Конечно, на практике реальная мощность подключаемого оборудования ограничена пропускной способностью электрического кабеля, да и к интерфейсу 4-20 мА, откровенно говоря, такой способ соединения относится лишь формально, ведь в данном случае речь идет фактически о двух параллельно работающих независимых системах: системе питания и системе передачи информации.

Незначительно упростить систему можно путем замены двух двухпроводных кабелей одним четырехпроводным. Однако этот вариант в большинстве случаев будет компромиссным, поскольку жилы проводников электрической части кабеля чаще всего должны иметь большее сечение, а при высоких питающих напряжениях – и большую прочность изоляции, по сравнению с проводами его информационной части. Да и вероятность ошибочного подключения оборудования при использовании четырехпроводного кабеля значительно возрастает.

Если позволяют технические условия, то можно использовать промежуточный – трехпроводный вариант интерфейса. Его потенциальные возможности (высокая мощность дистанционного подключаемого оборудования и уровень помехозащищенности) за счет отдельных линий питания и передачи информации аналогичны четырехпроводной версии, но, за счет исключения электрической изоляции между разными частями системы, эта версия интерфейса оказывается проще и бюджетней. Например, в трехпроводной версии интерфейса 4-20 мА приемопередающие узлы и все остальное оборудование можно питать от одного источника (рисунок 8).

Рис. 8. Трехпроводная версия интерфейса 4-20 мА

Таким образом, трех- и четырехпроводные версии 4-20 мА позволяют увеличить мощность дистанционно подключаемого оборудования, однако при этом возрастает как сложность, так и стоимость системы. Кроме этого, при использовании систем на опасных объектах увеличение уровня мощности, подаваемой к удаленному узлу, может вызвать проблемы с обеспечением требуемого уровня искро-, взрыво- и пожарной безопасности. Следует также отметить, что при использовании двухпроводной версии интерфейса 4-20 мА проблем с сертификацией оборудования для работы во взрывоопасных средах практически не возникает, то есть, на удаленное оборудование подается настолько мало энергии, что там даже нет условий для возникновения искры.

HART-протокол

HART-протокол (Highway Addressable Remote Transducer Protocol) — цифровой промышленный протокол передачи данных на основе аналоговой токовой петли.

При его создании преследовалась цель сделать его совместимым с существующим аналоговым интерфейсом токовой петли, но добавить возможность передачи данных в цифровой форме. Исходя из этого, токовая петля была доработана таким образом, что получила возможность полудуплексного обмена данными. Для этого на несущий аналоговый сигнал накладывается цифровой (рисунок 10), и полученный модулированный сигнал передается по линии связи. Логическая единица цифровых данных кодируется синусом с частотой 1200 Гц, а ноль — 2200 Гц.

Рис. 10. HART-протокол

Из-за сильного различия частот аналогового (0…10 Гц) и цифрового (1200/2200 Гц) сигналов они довольно просто разделяются фильтрами приемника и проходят независимую обработку.

HART-модем DS8500

Для реализации HART протокола компания Maxim предлагает однокристальное решение — модем DS8500.

Чип содержит встроенные модулятор и демодулятор сигнала 1200/2200 Гц, имеет очень низкое энергопотребление и, благодаря интегрированной цифровой сигнальной обработке, требует незначительной внешней обвязки. Входной сигнал проходит семплирование на АЦП и поступает на цифровой фильтр/демодулятор. Такая конструкция модема позволяет уверенно обнаруживать сигнал даже в зашумленной среде. Выходной ЦАП генерирует синусоидальное напряжение и сохраняет сдвиг фаз при переключении частот 1200 и 2200 Гц. Низкое энергопотребление достигается за счет отключения схем приемника во время передачи сигнала и наоборот (при приеме не работает передатчик). Все это делает DS8500 идеальным решением для создания малопотребляющих передатчиков систем управления технологическими процессами.

Микросхема выпускается в миниатюрном 20-выводном корпусе TQFN 5х5х0,8 мм и рассчитана на работу в индустриальном температурном диапазоне -40…85°C.

На рисунке 11 представлена типовая схема применения DS8500.

Рис. 11. Типовая схема включения DS8500

Поскольку в чип интегрирован цифровой фильтр, то снаружи необходим только простой пассивный RC-фильтр. На резисторе R3 и конденсаторе С3 реализован фильтр нижних частот с частотой среза 10 кГц. С2 и R2/R1 образуют фильтр верхних частот с частотой среза 480 Гц. Резисторный делитель, образованный R1 и R2, обеспечивает смещение входного напряжения Vref/2 (R1 = R2) на входе АЦП. Конденсатор С4 обеспечивает развязку синусоидального сигнала с выхода ЦАП DS8500 и аналоговой токовой петли. Емкость С4 обычно выбирается не менее 20 нФ.

Подключение датчиков давления к СПТ 961

Датчик давления может быть установлены как до расходомера по ходу движения воды, так и после него (пункт 21 Постановления РФ № 1034). Место установки датчика давления в трубопровод определяется проектом узла учета.

Допускается установка датчиков в любом положении, удобном для монтажа, обычно они вворачиваются вертикально в запорную арматуру, приваренную к прямому отводу трубы.

После физического подключения датчиков давления к СПТ нужно настроить вычислитель. В каждом случае это будет индивидуальный набор действий из тех, что перечислены в инструкции вычислителя «на все случаи жизни». Настройку можно провести самостоятельно или обратиться к специалистом нашего сервисного центра.

Дистанционное питание удаленного оборудования

Поскольку падение напряжения в линии не влияет на качество передачи информации, то возникает вопрос: а можно ли его дополнительно увеличить, отобрав часть энергии сигнала для питания удаленного оборудования? Оказывается, в некоторых случаях это вполне возможно. Например, если на приемной стороне добавить в линию дополнительное сопротивление 500 Ом (рисунок 6), то при протекании тока на нем будет формироваться падение напряжения от 2 В (при токе 4 мА) до 10 В (при токе 20 мА), что вполне достаточно для питания маломощных измерительных узлов (в данном случае мощность при токе 4 мА будет равна 8 мВт). Очевидно, что введение дополнительного падения напряжения в линии должно быть скомпенсировано соответствующим увеличением напряжения источника питания.

Рис. 6. Дистанционное питание удаленного датчика с помощью токовой петли

В большинстве случаев мощности сигнала, снимаемого с токовой петли интерфейса 4-20 мА, достаточно для питания большинства датчиков, например, датчиков температуры или влажности, положения ротора электродвигателя и других малопотребляющих устройств. Однако если разработчику необходимо удаленно питать устройства, содержащие более мощные приборы, например, реле или жидкокристаллический экран с LED-подсветкой, тогда необходимо использовать иные варианты: либо отдельный источник питания, либо другие разновидности интерфейса 4-20 мА.

Датчики давления СДВ

Датчики давления СДВ предназначены для непрерывного измерения и преобразования давления абсолютного, избыточного, разрежения, давления-разрежения, разности давлений и гидростатического давления нейтральных и агрессивных, газообразных и жидких сред в унифицированный выходной сигнал: токовый и напряжения постоянного тока, цифровой сигнал на базе интерфейсов RS-485, RS-232, CAN, 1WIRE.

Серии датчиков давления СДВ:

Серия «SMART» Серия «STANDARD» Серия «SPECIAL»
СДВ-SMART – датчики давления с выходным сигналом 4-20мА+HART и исполнением Exd, Exia применяющиеся в нефтегазовой промышленности, энергетике и др.; СДВ-STANDARD – универсальные малогабаритные датчики давления, применяются во всех отраслях промышленности; СДВ-SPECIAL – специализированные датчики давления оптимально подходят для применения в устройствах сбора данных автономных объектов, пищевой промышленности, УУТЭ, системах безопасности газотурбинных двигателей, системах безопасности железнодорожного транспорта, мобильной гидравлике, управлении двигателем внутреннего сгорания, системах управления при контроле уровня воды, топлива, технологических жидкостей и др.

Подключение датчиков давления воды АГАВА серии АДМ-100 с токовым 4-20 мА и дискретными выходами

Манометры и преобразователи давления с токовым выходом АГАВА АДМ-100.

Измерители давления серии АДМ-100 предназначены для визуального отображения измеряемого избыточного давления жидкостей, паров и газов, неагрессивных по отношению к латуни и преобразования в унифицированный токовый сигнал 4-20 мА.

Производитель: ООО «Конструкторское Бюро АГАВА» / http://www.kb-agava.ru/

Область применения: Применяется в жилищно-коммунальном хозяйстве, в системах централизованного контроля и управления технологическими процессами на объектах тепло-, водо-, нефте- и газоснабжения, в распределительных сетях, а также в локальных системах автоматизации насосного, компрессорного и другого оборудования.

Технические характеристики:

  • Напряжение питания: 12. 24 В
  • Выходной аналоговый сигнал: токовый, 4. 20 мА
  • Потребляемый ток (для АДМ-100.1), не более: 60 мА
  • Тип дискретных выходов (для АДМ-100.1): транзисторный ключ n-p-n, ОЭ

Необходимые изменения в настройках блока Кситал

Для данного подключения используется специальный режим работы зоны контроля. Такой режим поддерживают блоки КСИТАЛ с версией прошивки не ниже 315.318.

Процесс настройки состоит из трех этапов:

  • установка для выбранного входа режима работы с аналоговым сигналом
  • настройка коэффициента преобразования давления и смещения нуля
  • задание порогов срабатывания входа (если нужно)

Точность номинала токового резистора значения не имеет, т.к. при последующей полуавтоматической настройке соответствующего входа, будет учтена величина сопротивления конкретного экземпляра резистора.

Параметры дополнительного блока питания:

  • Выходное напряжение: 22. 26В
  • Ток нагрузки (не менее): 0,02А

Подключение измерителя давления АДМ-100.1 (токовый и дискретные выходы)

Особенности:

В дополнение к аналоговому выходу формирует дискретные выходные сигналы при достижении значения давления заданных уставок

Параметры дополнительного блока питания:

  • Выходное напряжение: 22. 26В
  • Ток нагрузки (не менее): 0,08А

В данном подключении, для входов КСИТАЛ, использованных в качестве входов для фиксации нижнего и верхнего пределов давления используются обычные настройки для контактных датчиков технологического назначения:

  • Режим работы входа — «3»
  • Пороги срабатывания входа — «по умолчанию» (25%. 75%)

Подключение с использованием встроенного питания блока КСИТАЛ

В отличие от аналогичных датчиков с минимальным напряжением питания от 9В, питание данного датчика от встроенного питания блока КСИТАЛ невозможно, т.к. минимальное напряжения питания датчика составляет 12В. С учетом падения части напряжения на токовом резисторе датчику не будет хватать питания для полноценной работы.

Источник (официальная документация ООО «Конструкторское Бюро АГАВА»):

ИЗМЕРИТЕЛИ ДАВЛЕНИЯ АДМ. РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИ АГСФ.406239.004 РЭ /Редакция 5.0/

Источник

Принцип действия

Преобразователь напряжения в ток

Упрощенная форма преобразователя напряжения в ток показана на рисунке 2. Такую конструкцию обычно называют двухпроводным передатчиком токовой петли 4-20 мА с питанием от самой токовой петли. Передатчик имеет только две клеммы: для подключения питания и для подключения выходного соединения. Он работает в режиме ведомого и поддерживает связь с ведущим узлом, – модулем аналоговых входов ПЛК, – путем точного управления величиной своего выходного тока. В соответствии с требованиями стандартов связи типа токовая петля 4-20 мА суммарная токовая нагрузка, потребляемая передатчиком, не должна превышать 4 мА.

Наличие отрицательной обратной связи операционного усилителя U1 способствует поддержанию уровней напряжения на инвертирующем (V) и неинвертирующем (V+) входах операционного усилителя на одинаковом уровне. В схеме передатчика инвертирующий вход (V) операционного усилителя напрямую подключен к локальной земле, следовательно, потенциал на неинвертирующем (V+) входе также близок к потенциалу локальной земли. Это означает, что разность потенциалов на резисторе R2 соответствует выходному напряжению ЦАП (VOUT), а разность потенциалов на резисторе R5 равняется опорному напряжению (VREF). По резисторам R2 и R5 протекают токи, показанные на рисунке 3. В соответствии с первым правилом Кирхгофа, по резистору R3 протекает ток i1, который можно рассчитать по формуле 1:

$$i_{1}=\frac{V_{DAC}}{R_{2}}+\frac{V_{REF}}{R_{5}}\qquad{\mathrm{(}}{1}{\mathrm{)}}$$

Для того чтобы напряжения на входах операционного усилителя были равны друг другу, необходимо, чтобы ток i2, протекающий по резистору R4, создавал на нем такое же падение напряжения, что и ток i1 создает на резисторе R3. Ток покоя iq компонентов схемы (регулятора, усилителя, ЦАП и других) составляет некоторую часть тока i2. Затем операционный усилитель воздействует на базу биполярного транзистора с n-p-n-переходом Q1 для создания недостающего тока iloop, необходимого для того чтобы привести падение напряжения на резисторах R3 и R4 к одному уровню.

Рис. 3. Упрощенная схема преобразователя напряжения в ток

Так как падения напряжений на резисторах R3 и R4 равны, то изменение значений сопротивления этих резисторов приведет к изменению токов, протекающих по каждому из них. Как следствие, появляется возможность увеличения тока, протекающего через резистор R4, за счет управления соотношением сопротивлений резисторов R3 и R4, согласно формуле 2:

$$V_{+}=i_{1}\times R_{3};\\V_{-}=i_{2}\times R_{4};\\V_{+}=V_{-};\\i_{2}=\frac{i_{1}\times R_{3}}{R_{4}}\qquad{\mathrm{(}}{2}{\mathrm{)}}$$

Положительный эффект от увеличения тока через резистор R4 заключается в том, что большая часть выходного тока формируется непосредственно из петли через транзистор Q1, а не через элементы входного каскада. Все это, а также использование компонентов с малым энергопотреблением обеспечивает низкое потребление тока. Токи i1 и i2 складываются и формируют выходной ток iout, как описано в формуле 3:

$$i_{OUT}=i_{1}+i_{2}=\frac{V_{DAC}}{R_{2}}+\frac{V_{REF}}{R_{5}}+\frac{R_{3}}{R_{4}}\times \left(\frac{V_{DAC}}{R_{2}}+\frac{V_{REF}}{R_{5}} \right)\\i_{OUT}=\left(\frac{V_{DAC}}{R_{2}}+\frac{V_{REF}}{R_{5}} \right)\times \left(1+\frac{R_{3}}{R_{4}} \right)\qquad{\mathrm{(}}{3}{\mathrm{)}}$$

Полная передаточная функция, где в роли переменной выступает входной код ЦАП, описывается формулой 4:

$$i_{OUT}(CODE)=\left(\frac{V_{DAC}\times CODE}{2^N\times R_{2}}+\frac{V_{REF}}{R_{5}} \right)\times \left(1+\frac{R_{3}}{R_{4}} \right),\qquad{\mathrm{(}}{4}{\mathrm{)}}$$

где N – разрядность ЦАП.

Резистор R6 служит для уменьшения коэффициента усиления транзистора Q1 и, следовательно, уменьшения коэффициента петлевого усиления преобразователя напряжения в ток, что способствует получению схемы с более стабильными параметрами. Сопротивление резисторов R2, R3, R4 и R5 выбирается в соответствии с диапазоном выходных напряжений ЦАП, напряжением регулятора и требуемого диапазона выходных токов.

Регулятор напряжения

Конструкция передатчика предусматривает наличие регулятора напряжения для понижения напряжения питания, – обычно 24 В, – до уровня, соответствующего напряжению питания точных аналоговых компонентов. В качестве регулятора напряжения могут использоваться линейные регуляторы с малым падением напряжения, DC/DC-преобразователи или шунтирующие регуляторы.

Преимущества датчиков СДВ-И в условиях импортозамещения

1. Собственное производство высокостабильных промышленных сенсоров

Владение сенсорными технологиями и независимость от поставки сенсоров давления из-за рубежа позволяет обеспечить:

  • Надежность импортозамещения по датчикам давления;
  • Надежность поставок «точно вовремя»;
  • Гарантию сервиса в процессе эксплуатации.

2. Накоплен богатейший опыт разработки и производства датчиков давления

  • Возможность разработки новых изделий и постановки на серийное производство по ТЗ заказчика;
  • Полный цикл изготовления от разработки до сборки и настройки;
  • Применение современного высокотехнологичного оборудования;
  • Возможность интеграции в системы любой сложности;
  • Высокое качество;
  • Минимальные сроки изготовления.

Источник

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий