Модули токового ввода CREVIS предназначены для подключения датчиков и измерительных преобразователей с унифицированными токовыми сигналами 0–20, 4–20 или −20...+20 мА. Такие сигналы применяются для передачи значений давления, расхода, уровня, температуры и других технологических параметров.
Датчик или измерительный преобразователь может получать питание от токовой петли либо от отдельного источника. Схему питания и подключения необходимо выбирать по документации на конкретный прибор и модуль CREVIS.
Как работает модуль токового ввода
- Формирование сигнала. Датчик или измерительный преобразователь формирует токовый сигнал 0–20, 4–20 или −20...+20 мА.
- Измерение тока. Ток поступает во входную измерительную цепь модуля.
- Аналого-цифровое преобразование. АЦП преобразует измеренный ток в цифровой код.
- Передача данных. Модуль передает цифровое значение в ПЛК по внутренней шине G-Bus или M-Bus.
- Масштабирование. ПЛК пересчитывает полученное значение в давление, температуру, уровень, расход или другую инженерную величину.
Модули аналогового ввода токовых сигналов серии G
| Модуль | Каналы | Диапазон | АЦП | Тип входов | Разъем |
|---|---|---|---|---|---|
| GT-3114 | 4 | 0–20 / 4–20 мА | 12 бит | Несимметричные, общая земля | RTB 10 |
| GT-3154 | 4 | 0–20 / 4–20 мА | 16 бит | Несимметричные, общая земля | RTB 10 |
| GT-3118 | 8 | 0–20 / 4–20 мА | 12 бит | Несимметричные, общая земля | RTB 10 |
| GT-3158 | 8 | 0–20 / 4–20 мА | 16 бит | Несимметричные, общая земля | RTB 10 |
| GT-311F | 16 | 0–20 / 4–20 мА | 12 бит | Несимметричные, общая земля | IDC 20 |
| GT-315F | 16 | 0–20 / 4–20 мА | 16 бит | Несимметричные, общая земля | IDC 20 |
| GT-317F | 16 | 0–20 / 4–20 мА | 12 бит | Несимметричные, общая земля | RTB 18 |
| GT-319F | 16 | 0–20 / 4–20 мА | 16 бит | Несимметричные, общая земля | RTB 18 |
| GT-3914 | 4 | 0–20 / 4–20 / ±20 мА | 12 бит | Дифференциальные | RTB 10 |
| GT-3934 | 4 | 0–20 / 4–20 / ±20 мА | 16 бит | Дифференциальные | RTB 10 |
| GT-3918 | 8 | 0–20 / 4–20 / ±20 мА | 12 бит | Дифференциальные | RTB 18 |
| GT-3938 | 8 | 0–20 / 4–20 / ±20 мА | 16 бит | Дифференциальные | RTB 18 |
| GT-3258 | 8 | 0–20 / 4–20 мА | 16 бит | Несимметричные, NAMUR NE 43 | RTB 18 |
| GT-5914 | 4 | 4–20 мА | 16 бит | Несимметричные, HART | RTB 18 |
Модули аналогового ввода токовых сигналов серии M
| Модуль | Количество каналов | Диапазоны | АЦП | Тип входов | Разъем | Особенности |
|---|---|---|---|---|---|---|
| M3918 | 8 | 0–20, 4–20, −20...+20 мА | 12 бит | Дифференциальные | RTB 18 | Поддерживается горячая замена |
| M3938 | 8 | 0–20, 4–20, −20...+20 мА | 16 бит | Дифференциальные | RTB 18 | 16-битный АЦП и горячая замена |
| M317F | 16 | 0–20, 4–20 мА | 12 бит | Несимметричные, общая земля | RTB 18 | 16 каналов и горячая замена |
| M319F | 16 | 0–20, 4–20 мА | 16 бит | Несимметричные, общая земля | RTB 18 | 16 каналов, 16-битный АЦП и горячая замена |
| M5914 | 4 | 4–20 мА | 16 бит | Несимметричные | RTB 18 | HART и горячая замена |
В таблицах сначала представлены модули серии G, затем модули серии M. Серия M поддерживает горячую замену электронных модулей. Серии G и M имеют разные внутренние шины и не являются взаимозаменяемыми.
p>Модуль аналогового ввода токовых сигналов преобразует ток от полевого прибора в цифровое значение, которое может использовать ПЛК для контроля, регулирования, архивирования и передачи данных в SCADA.Комбинированные устройства, содержащие аналоговые входы и выходы, представлены в разделе комбинированные модули AI/AO.
Несимметричные и дифференциальные токовые входы
| Параметр | Несимметричный вход | Дифференциальный вход |
|---|---|---|
| Измерение сигнала | Относительно общей земли AGND | Между положительным и отрицательным входами канала |
| Поддерживаемые диапазоны | Обычно 0–20 и 4–20 мА | 0–20, 4–20 и −20...+20 мА |
| Общие контакты | Каналы используют общую землю | Сигнал измеряется дифференциально, но наличие изоляции между каналами необходимо проверять отдельно |
| Когда выбирать | Стандартные датчики с унифицированным однополярным выходом | Двуполярные сигналы и схемы, где требуется измерение разности потенциалов |
Дифференциальный вход не означает автоматическую гальваническую изоляцию каждого канала. В перечисленных модулях входные каналы не изолированы друг от друга, поэтому схему общих потенциалов необходимо проверять при проектировании.
Разница между 12- и 16-битным АЦП
| Диапазон | 12-битный АЦП | 16-битный АЦП |
|---|---|---|
| 0–20 мА | Приблизительно 4,88 мкА на единицу | Приблизительно 0,61 мкА на единицу |
| 4–20 мА | Приблизительно 3,91 мкА на единицу | Приблизительно 0,49 мкА на единицу |
| −20...+20 мА | Приблизительно 9,77 мкА на единицу | Приблизительно 1,22 мкА на единицу |
16-битный АЦП позволяет фиксировать более мелкие изменения тока, но разрядность не равна фактической точности измерения. При выборе также учитывают погрешность модуля, точность датчика, температурный дрейф, качество питания и влияние помех.
NAMUR NE 43 и HART
GT-3258 поддерживает диагностику по NAMUR NE 43. Этот стандарт использует значения тока за пределами нормального диапазона 4–20 мА для передачи информации о неисправности датчика или линии.
GT-5914 и M5914 поддерживают HART. В таком соединении основное измерение передается током 4–20 мА, а цифровой сигнал HART позволяет получать дополнительные параметры, диагностические сообщения и сведения о состоянии прибора.
Указанное в характеристиках модулей CREVIS двухпроводное подключение означает, что один токовый канал подключается двумя сигнальными проводами. Это не означает, что к модулю можно подключать только двухпроводные датчики. Необходимо учитывать диапазон сигнала, схему входа, полярность, входное сопротивление и требования производителя подключаемого преобразователя.
Наличие токового входа не означает, что модуль автоматически питает подключенный датчик. Источник питания, полярность и замыкание токовой петли необходимо проверять по схеме конкретного модуля и паспорту датчика.
Какие датчики подключают к токовым входам
- датчики давления;
- преобразователи уровня;
- расходомеры;
- преобразователи температуры;
- датчики влажности;
- газоанализаторы;
- датчики положения и перемещения;
- преобразователи вибрации;
- датчики силы и натяжения с нормированным выходом;
- другие измерительные приборы с выходом 0–20 или 4–20 мА.