2015-10-14
613
Характеристика каналов ввода-вывода контроллеров
Параметры контроллера с точки зрения поддерживаемых им каналов ввода-вывода часто могут быть определяющими при выборе. Важно не только количество каналов ввода-вывода, поддерживаемое контроллером, но и разнообразие модулей ввода-вывода по количеству и уровням коммутируемых сигналов (ток/напряжение), способы подключения внешних цепей к модулям ввода-вывода, количество каналов локального, удаленного и распределенного ввода-вывода.
Рассмотрим поподробнее эти характеристики.
Количество поддерживаемых контроллером (процессором) каналов ввода-вывода (аналоговых, дискретных, скоростных)
Большинство фирм-производителей поставляют на рынок средств и систем автоматизации семейства контроллеров, каждое из которых рассчитано на определенный набор выполняемых функций и объем обрабатываемой информации. Среди них имеются семейства самых малых контроллеров (микро) небольшой вычислительной мощности, способных поддерживать максимум несколько десятков вводов-выводов, в основном, дискретных. Область применения таких контроллеров – сбор данных и системы противоаварийной защиты. В качестве примеров таких контроллеров можно привести контроллеры семейства MicroLogix (Allen-Bradley), Direct Logic DL05 (Koyo), Nano(SchneiderElectric).
Семейства малых контроллеров способны поддерживать уже сотни вводов-выводов, выполнять более сложные функции. Эти контроллеры имеют достаточно развитый аналоговый ввод-вывод, выполняют операции с плавающей точкой и функции ПИД-регулирования. К этой группе контроллеров можно отнести SLC 500 (Allen-Bradley), TeleSAFEMicro16(Control Microsystems), SimaticS7-200 (Siemens).
Контроллеры средней мощности, обладая достаточной памятью и быстродействием, могут обрабатывать уже тысячи переменных дискретного, аналогового и скоростного типа. Применяются для автоматизации небольших объектов процессов переработки в химической и нефтехимической промышленности. Этоконтроллеры PLC-5 (Allen-Bradley), Premium (Schneider Electric), Direct Logic DL405(Koyo) идругие.
Наконец, некоторые крупные фирмы производят класс контроллеров очень высокой вычислительной мощности, обладающих памятью, измеряемой мегабайтами и десятками мегабайт. Их способность обрабатывать десятки тысяч переменных и предопределила одну из областей применения – в качестве концентраторов информации, получаемой от локальных контроллеров. Вычислительные возможности этого класса контроллеров позволяют реализовывать сложные алгоритмы (адаптивное, оптимальное управление), применяемые при автоматизации непрерывных технологических процессов (переработка нефти и газа, нефтехимия). Наиболее яркими представителями этой группы контроллеров являются ControlLogix (Allen-Bradley), Simatic S7–400(Siemens), Fanuc 90-70(GEFanuc), VME(PEPModularComputers).
Разнообразие коммутируемых сигналов
Как зарубежные, так и отечественные производители контроллеров комплектуют свои изделия широкой гаммой модулей дискретного и аналогового ввода-вывода. По количеству подключаемых сигналов различают модули на 4, 8, 16, 32 и 64 канала. Такое разнообразие модулей облегчает подбор требуемой конфигурации контроллера, позволяя минимизировать стоимость технических средств.
Коммутируемые модули дискретного ввода-вывода сигналы могут иметь различный уровень напряжения переменного и постоянного тока. Это 12, 24, 48 В постоянного тока, 120 и 240 В переменного тока с различными нагрузками по току.
Уровни сигналов коммутируемых, модулями аналогового ввода-вывода, могут быть самыми разнообразными. Это 0-5 В, 0-10 В, 5 В, 10 В по напряжению и 0-20 мА, 4-20 мА по току. Есть и специальные модули для ввода в контроллеры сигналов от термопар и термометров сопротивления различных градуировок. Приведенные здесь данные по уровням сигналов, безусловно, не исчерпывают всего разнообразия, представленного на рынке.
Способ подключения внешних цепей модулей ввода-вывода
Различаются модули ввода-вывода и по способу подключения внешних цепей. К одним модулям внешние цепи подключаются с помощью клемм с винтовыми зажимами. Возможно также подключение внешних цепей через съемные терминальные блоки или фронтальные соединители, что позволяет производить замену модулей без демонтажа внешних цепей. Некоторые производители ПТК предлагают системы ввода-вывода, в которых внешние низковольтные цепи подключаются посредством пружинных зажимов.
