Ввод частоты, периода и счет импульсов

Рис. 6.38. Тиристорный выход. Варистор используется для защиты тиристора от импульсов напряжения

Функции счетчика, частотомера и измерителя периода следования импульсов обычно совмещаются в одном и том же модуле ввода. Такие модули могут быть использованы для решения следующих задач:

• измерение скорости вращения вала двигателя с целью ее стабилизации или изменения по заданному закону;
• подсчет количества продукции на конвейере;
• измерение частоты периодического сигнала;
• работа с датчиками, имеющими импульсный выход (например, энкодеры - датчики угла поворота, электросчетчики или анемометры);
• автоматическое дозирование счетной продукции;
• подсчет движения продукции на складе.

Структуру типового модуля ввода рассмотрим на примере счетчика-частотомера NL-2C, pdf 875 K фирмы НИЛ АП, см. рис. 6.39. Он содержит два 32-разрядных счетчика-частотомера. Каждый счетчик имеет изолированные и неизолированные входы. Изолированные входы выполнены с помощью оптрона и являются пассивными со стороны источника сигнала. Неизолированные входы имеют программно регулируемые уровни логического нуля и единицы. Это позволяет уменьшить вероятность ошибочного срабатывания модуля в условиях помех. Для регулировки уровней использованы два 8-разрядных цифроуправляемых потенциометра. Для подавления помех служит также цифровой фильтр с перестраиваемыми параметрами, выполненный на микроконтроллере, входящем в состав модуля.

На рис. 6.39 использованы следующие обозначения: Gate - входы разрешения счета; In - счетные входы с программируемыми логическими уровнями; - дискретные выходы; INIT* - вывод для выполнения начальных установок модуля; Data+, Data- - выводы интерфейса RS-485.

Для расширения функциональных возможностей каждый счетный вход модуля имеет вход разрешения счета (Gate) и источник тока для питания "сухих" контактов. Модуль имеет также четыре изолированных дискретных выхода с общей "землей".

Счетчик содержит четыре микроконтроллера. Они выполняют следующие функции:

• исполняют команды, посылаемые из управляющего компьютера;
• выполняют алгоритм цифровой фильтрации;
• выполняют подсчет количества импульсов;
• реализуют протокол обмена через интерфейс RS-485.

В состав модуля входит сторожевой таймер, вырабатывающий сигнал сброса, если микроконтроллер перестает вырабатывать сигнал "ОК" (это периодический сигнал, подтверждающий, что микроконтроллер не "завис"). Второй сторожевой таймер внутри микроконтроллера переводит выходы модуля в безопасные состояния ("Safe Value"), если из управляющего компьютера перестает приходить сигнал "Host ОК".

Схема питания модулей содержит вторичный импульсный источник питания, преобразующий поступающее извне напряжение в диапазоне от +10 до +30В в напряжение +5 В для питания электрической цепи внутри модуля. Модуль содержит также изолирующий преобразователь напряжения для питания каскадов вывода дискретных сигналов.

Модуль измеряет частоту в диапазоне от 10 Гц до 300 кГц с погрешностью где - измеряемая частота в Гц; - время счета импульсов (1 с или 0,1 с.).

Внешние управляющие команды посылаются в модуль через порт RS-485. Используются всего 54 команды, подробно описанные в руководстве по эксплуатации модуля.