Analogisten signaalien digitalisointi
Teollisuuden mittaustekniikassa perinteinen 4–20 mA:n signaali on ollut tähän asti laajalti käytetty standardi. Suunnittelun, asennuksen ja kunnossapidon asiantuntijat arvostavat vakiintuneen analogisen tekniikan helppoa huollettavuutta ja yleisiä käyttömahdollisuuksia. Phoenix Contactin MINI Analog Pro -tuoteperheen päälle kiinnitettävien yhdyskäytävien avulla tämä signaali voidaan nyt integroida teollisiin väyläjärjestelmiin ja verkkoihin. Tämä avaa järjestelmien ylläpitäjille uusia mahdollisuuksia.
Haasteet
Huomattavan suuri johdotustyö perinteisissä säätöpiireissä
Säätöpiirin perinteinen rakenne automaatio- ja prosessinohjaustekniikassa koostuu kentällä sijaitsevista antureista, keskusohjausyksiköstä signaalinkäsittelyä varten, useimmiten keskuskytkentäkaapissa, ja samoin kentällä sijaitsevista toimilaitteista. Kentän antureiden ja ohjaustason välisinä yhdistäjinä käytetään erotusvahvistimia ja mittausmuuntimia, jotka liitetään tavallisesti I/O-moduuleihin.
Mittauspisteen signaalin siirtämisen ohjaukseen vaaditaan huomattavan työlästä johdotusta. Siihen kuluu aikaa, ja se on alttiina virheille.
Haittapuolena on lisäksi suuri tilantarve: ennen varsinaista ohjausta interface-tekniikka ja I/O-taso tarvitsevat DIN-kiskolla tilaa esimerkiksi kahdeksalle signaalille tavallisesti jo n. 15 cm.
Säätöpiirin perinteinen rakenne
Perinteinen säätöpiiri, jossa on erotusvahvistimet ja I/O-taso
Ratkaisumme
MINI Analog Pro -ketjutus PROFINET-yhdyskäytävien kanssa
Galvaanisen erotuksen ja digitaalisen tiedonsiirron yhdistelmä Helppo integroida PROFINET-verkkoihin
MINI Analog Pro -tuoteperheen PROFINET-yhdyskäytävän avulla voidaan integroida erilaisia analogisia ja digitaalisia signaaleja PROFINET-verkkoihin. Siirtyminen PROFIBUS-protokollasta PROFINET-protokollaan on hyödyllistä erityisesti uudistusprojekteissa.
Yhdyskäytävä on PROFIBUS-organisaation sertifioima Conformance Class C -luokan mukaan, ja siten se on helppo siirtää monenlaisiin sovelluksiin.
Tässä sovelluksessa käytetään myös plug & play -periaatetta: lähtöliitin irrotetaan MINI Analog Pro -erotusvahvistimista, PROFINET-yhdyskäytävä kiinnitetään, verkkokaapelit liitetään – valmista.
Muita yhdyskäytäviä on seuraaville protokollille: Modbus/TCP, Modbus/RTU ja PROFIBUS
Edut
- Kompaktit yhdyskäytävät vapaasti yhdisteltävien erotusvahvistimien verkkointegrointiin
- Turvallinen galvaaninen erotus takaa virheettömän signaalinsiirron keskusyksikköön saakka
- Kustannusten ja tilan säästöä, koska signaalikohtaisia tulokortteja ei tarvita. Signaalien nopea ja virheetön niputus verkkokaapelissa
- Virtasignaalien mittaus käytön aikana tai luku sovelluksessa
Hyppy digimaailmaan
MINI Analog Pro -yhdyskäytävät mahdollistavat perinteisten erotusvahvistimien liittämisen suoraan sarjamuotoisiin tiedonsiirtoprotokolliin, kuten Modbus, PROFIBUS tai PROFINET.
Erotusvahvistimien ja mittausmuuntimien lähtösignaalit digitalisoidaan yhdyskäytävässä ja siirretään suoraan interface-tasolta ohjausjärjestelmään tai ohjauslaitteeseen. Näin määrätyissä sovelluksissa ei tarvita lisäksi lainkaan I/O-tasoa.
Vain 6,2 mm:n rasterissa voidaan lukea samanaikaisesti lämpötiloja, taajuuksia, 0–10 V:n signaaleja, 4–20 mA:n signaaleja, kytkentäkoskettimia ja monia muita signaalityyppejä. Tämä säästää ylimääräistä johdotustyötä ja toisaalta estää johdotusvirheitä.
MINI Analogue Pro -PROFINET-yhdyskäytäviä sisältävän säätöpiirin rakenne
Järjestelmätopologia, jossa PROFINET-yhdyskäytävät
Yhteenveto
MINI Analog Pro tekee 4–20 mA:n signaalista PROFINETiin sopivan
MINI Analog Pron käytön erityinen etu on sovelluksen erinomainen joustavuus. Tämä ilmenee ensiksikin laajasta erotusvahvistimien ja mittausmuuntimien tuotevalikoimasta, josta löytyy sopiva ratkaisu lähes jokaiseen sovellukseen. Toisaalta valinnaisesti päälle kiinnitettävät tiedonsiirtoyhdyskäytävät mahdollistavat perinteisten analogisen tekniikan signaalien helpon integroinnin digitaalisiin siirtoprotokolliin. Erotusvahvistimien ja tiedonsiirtoyhdyskäytävien yhdistämisestä on tuloksena kompakti, joustava ja tehokas ratkaisu seuraavaan vaiheeseen kohti digitalisaatiota ja Teollisuus 4.0 -konseptia. Koska MINI Analog Pro tekee 4–20 mA:n signaalista PROFINETiin sopivan.
