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模拟I/O系统参考设计

来源:HQBUY 发布时间:2021-02-25

摘要: 模拟设备模拟I/O系统,HART和Modbus连接,适用于PLC/DCS应用



ADI的CN0435参考设计着重于演示由Modbus主控器控制的PLC/DCS系统的开发,并举例说明了如何使用关键部件的最新功能。单个节点系统通常被称为PLC,而较大的系统通常被称为DCS。每个节点可以控制多达16个模拟现场设备、传感器或致动器,可以是公路可寻址远程传感器(HART)兼容的,也可以是模拟的,系统可以扩展到包括多达16个单独节点。该系统也可用于通用的精密模拟数据采集应用,如仪器仪表、模拟数据记录或测试和测量。


模拟输入董事会
CN-0414被设计用来测量四个完全差分或八个单端电压和四个电流信号。电路的核心是一个AD4111低功耗、低噪声24位的西格马-得尔塔模数转换器(ADC),集成了±10 V和20 mA模拟前端。电压输入支持±10 V的输入范围。AD4111具有一种独特的功能,在5 V或3.3 V单电源供电时,能够对±10 V电压输入进行开路检测;以前的溶液通常需要大于±10 V的电源。


电流输入支持0 mA到24 mA的输入范围。电路的输入阻抗为250欧姆(AD4111内部60欧姆),所有输入参考隔离地。为了使AD5700-1 hart兼容调制解调器与AD4111协同工作,电流输入端的250欧姆输入阻抗是必要的。


电路的模拟前端AD4111和AD5700-1通过ADuM5411和ADuM3151与处理端隔离,大大节省了基于离散变压器的解决方案的空间。CN-0414板由9.5 V(DC)至36 V(DC)的电源供电,这是典型的工业自动化系统,使客户很容易将其改装到他们的系统中。


模拟输出板
CN-0418是一种基于AD5755-1数模转换器(DAC)的四通道电压电流输出板,具有动态功率控制。该电路提供4 mA到20 mA的电流输出,以及±10 V的单极或双极电压输出。外部瞬态保护电路也包括在内,这是重要的应用位于恶劣的工业环境。


电流和电压输出可在单独的引脚上,但一次只有一个是活跃的,从而允许两个输出引脚捆绑在一起,并连接到一个终端。模拟输出有短路和开路保护。AD5755-1包含使用dc-to-dc boost变换器电路的集成动态功率控制,允许在电流输出模式下降低功耗。它有四个对应四个输出通道的图表引脚。HART信号可以耦合到这些引脚,并出现在相应的输出,如果该输出是启用。


rs - 485收发器
CN-0416是一个隔离的和非隔离的RS-485收发板,它可以很容易地实现多个系统或节点之间的数据传输,特别是长距离传输。该电路使用ADM2682E RS-485收发器进行隔离通信,使用LTC2865进行非隔离RS-485通信。两者都可以配置为全双工或半双工操作,并带有开路或端接的传输线。该电路具有板载RJ-45插孔,允许使用通用CAT5以太网电缆进行节点的快速物理布线。终止电阻设置默认100年CAT5电缆特性阻抗欧姆但是可以配置为支持标准rs - 485 120欧姆电缆阻抗。


ADM2682E能够提供高达16mbps的数据速率,具有真正的故障安全接收器输入,具有可调整的差分电压阈值。它使用iCoupler数据通道提供5千伏信号隔离,使用isoPower集成dc- dc转换器提供5千伏电源隔离。LTC2865能够提供高达20 Mbps的数据速率,并具有完全的故障安全接收器输入。内部窗口比较器确定故障安全条件,而无需调整差分输入电压阈值。

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