Исполнение выходных цепей датчиков сигналов

Этот вопрос важен для того, чтобы выполнить физическое подключение датчиков к контроллеру, так как при этом всегда встают вопросы о необходимом числе проводов, цепей, которые надо использовать, и что куда подключить?

Наиболее простым получается соединение с датчиками, обладающими релейными выходами (рис.1.11). На клеммах 3-4-5 организована гальванически ни с чем не связанная контактная группа ВК. Будем считать, что контакты 3-4 нормально замкнуты, а 3-5 –нормально разомкнуты.

 

 

Рис. 1.11

Использование релейного переключения сигнала может вызвать дополни­тельные требования по обеспечению импедансных соотношений в прерываемой цепи. Импеданс – это полное или кажущееся сопротивление, учитывающее не только его активную часть, но также индуктивную и емкостную составляющие. Их соотношение оказывает влияние на характер переходных процессов в разрываемой цепи. Это может стать причиной возникновения перенапряжений на элементах схемы и, как следствие, - привести к искрообразованию, что совершенно недопустимо для очень широкого круга применений. Поэтому там, где это необходимо, сопряжение выполняют с применением специальных модулей – барьеров искробезопасности [ ] или по особо организованным интерфейсам [ ]. Повышение искробезопасности обеспечивают путём уменьшения значений пи­тающих напряжений, ограничения номинальных величин емкости и индуктивно­сти в разрываемой цепи, применения параметрических (увеличение доли актив­ного сопротивления) и схемных приёмов предотвращения перенапряжений.

Часто встречается такое исполнение выходной цепи датчика,

а б

Рис. 1.12

при котором переключение выходного сигнала осуществляется бесконтактно, за счёт применения транзистора в выходном каскаде. Распространены два варианта таких выходов N – P – N и P – N - P при трёхпроводном включении (рис.1.12). Оба варианта построены на каскаде с открытым коллектором, поэтому требуют включения внешнего резистора R. Если иметь в виду подключение датчиков с таким выходом к контроллеру, нужно помнить, что сигнал на вход ПЛК надо подавать плюсом на входную клемму относительно нулевой шины питания. Выполнить это условие можно, если снимать сигнал с R относительно корпуса у датчиков P – N – P типа (рис.1.12, а) или с коллекторно - эмиттерного перехода выходного транзистора у датчиков N – P – N типа (рис.1.12, б). Нетрудно заметить, что включение транзистора в первом случае приводит к выдаче выходного сигнала уровнем ON, тогда как во втором – уровнем OFF. Получаемая взаимная инверсия снимаемого сигнала с датчиков, обладающих различным исполнением выходов, легко учитывается при составлении программы контроллера.

Такого же типа выходные цепи широко используются для находящих широкое применение индуктивных, ёмкостных и других датчиков положения (приближения) [ ]. Их особенность только в том, что вместо транзистора ключевым элементом может использоваться релейный внутренний контакт ВК (рис.1.13). С предыдущим вариантом (рис.1.12) это исполнение выхода объединяют похожесть расположения ключевого элемента и одинаковость способа сопряжения с контроллером, а отличие - только в том, что ключ выбран контактным.

 

а б

Рис. 1.13

Обычно в сопроводительной документации на приобретаемые компоненты средств автоматизации указывается вид исполнения входных и выходных портов, приводятся их характеристики. Но номинал резистора R в схемах рис.1.12 и 1.13 скорее всего в этих характеристиках указан не будет. Причина этого в том, что для его определения требуется точно знать, что с чем сопрягается в данном случае и при каком соотношении параметров.

Пример расчёта параметров цепи сопряжения.

Исходные данные. К входу контроллера LOGO! фирмы SIEMENS через порт ввода дискретных сигналов подключается ёмкостный датчик положения E2K - C25ME1 фирмы OMRON, имеющий выходной порт N – P – N типа в соответствии с рис.1.13, б. Напряжение питания датчика равно + 24 B.

Задание. Необходимо найти диапазон допустимых значений сопротивления R.

а б

Рис. 1.14

Решение. Цепь передачи сигнала может находиться в двух состояниях – включенного и выключенного контакта ВК. Соответствующие схемы замещения приведены на рис.1.14.

При замкнутом контакте (рис.1.14, а) входная цепь ПЛК зашунтирована накоротко, I_{вх ПЛК} =0, и ток протекает от источника +24 B через резистор R. Этот ток не должен быть больше разрешённого для выходной цепи датчика, так как иначе контакт сгорит. По техническим параметрам E2K-C25ME1 ток I_max = 0, 2 A. Можно найти R_min = 24 B / 0, 2 A =120 Oм.

При разомкнутом положении ВК (рис.1.14, б) ток протекает через последовательное соединение R и R_{вх ПЛК}. По характеристикам контроллера его входная цепь «распознает» сигналы уровней ON и OFF при U_вх = 12 B и I_вх > 2, 5 mA. Примем I_вх = 5 mA и будем считать, что на резисторе R от протекания такого тока падение напряжения не должно превышать U_R = U_пит - U_вх = 24 B – 12 B = 12 B. Этому будет соответствовать максимально допустимое значение сопротивления R_max =U_R / I _вх = 12 / 0, 005 = 2400 Ом.

Таким образом, величина сопротивления R может быть выбрана не меньше 120 Ом (иначе сгорит контакт) и не больше 2, 4 кОм, чтобы контроллер не потерял способность распознать при вводе уровни сигналов ON и OFF.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. V. ПРОВЕРКА ВЫПОЛНЕНИЯ КОМАНД: ИСПОЛНЕНИЕ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ
2. Автоматическая идентификация параметров товарно-транспортных потоков цепей поставок
3. АНАЛИЗ И РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
4. Аппаратура тональных рельсовых цепей ТРЦ3, ТРЦ 4
5. Аппаратура тональных рельсовых цепей ТРЦ3,ТРЦ4
6. В каком случае выдача одного наряда на проведение работ на нескольких ВЛ (цепей) не требуется?
7. Вопрос 4. Ответственность за неисполнение договора
8. ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ
9. Глава 5. Надзор за исполнением законов
10. Глава 8. ИСПОЛНЕНИЕ ОБЯЗАННОСТИ ПО УПЛАТЕ
11. Глава I. Исполнение гражданско-правовых обязательств при банкротстве
12. Глава II. Организация и методика деятельности прокурора по надзору за исполнением законов в стадии возбуждения уголовного дела.