Дискретный ввод вывод что это

Дискретные входы

В этой статье я попробую объяснить “на пальцах”, что такое дискретный вход. Профессионалов просьба иметь ввиду, что почти все мои статьи предназначены для новичков, поэтому иногда приходится жертвовать точностью ради “понятности”.

И для начала надо объяснить слово “дискретный”, потому как я уверен, что не все это четко понимают.

Что же происходит в том случае, если на входе будет напряжение от 1 до 4 В?

А ничего. Переключения из нуля в 1, или из 1 в 0 просто не произойдёт, и состояние входа микроконтроллера будет оставаться таким, каким оно было после последнего переключения (точнее, таким его будет считать микроконтроллер, который отличает ноль от единицы по своим внутренним правилам).

А теперь давайте очень упрощённо попробуем представить, как работает дискретный вход микроконтроллера (см. рис.).

На самом деле никаких лампочек внутри микроконтроллера, конечно, нет. И переключатели к входам подключается обычно так, как показано на следующем рисунке.

Выбор сопротивления резистора зависит от напряжения питания и от характеристик входов микроконтроллера.

Типы дискретных входов

В автоматизации различают три типа дискретных входов:

К входу микроконтроллеров напрямую можно подключить только сигнал второго типа (точнее, не совсем напрямую, а через резистор как на рис. 2).

“Сухой контакт” к входу микроконтроллера подключить можно, но в такой схеме включения это будет уже не “сухой контакт”, а вариант с рис. 2, то есть постоянное напряжение.

Что касается постоянного напряжения, то в схемах на микроконтроллерах обычно используется тот же источник питания, от которого запитан сам микроконтроллер.

Но можно использовать и сторонний источник напряжения, при условии, что общий (минусовой) вывод этого источника соединён с общим проводом схемы на микроконтроллере.

Напряжение такого источника может быть намного больше, чем напряжение питания микроконтроллера. Но надо помнить, что входные токи портов ввода-вывода микроконтроллера имеют ограничения, поэтому надо подбирать резистор таким образом, чтобы ни при каких обстоятельствах эти ограничения не были превышены. Но это уже отдельная история.

Источник

Входы и выходы контроллера (ПЛК), дискретные и аналоговые

Входы и выходы — базовое понятие любого контроллера. Это может быть промышленный контроллер (Beckhoff, Овен, Siemens, ABB), специальный контроллер для системы Умный Дом (Larnitech, Wiren Board, EasyHomePLC, Evika) или распределённая система KNX или HDL. В любой системе есть элементы типа «дискретный вход», «дискретный выход», «аналоговый вход», «аналоговый выход».

Поскольку для расчёта системы и вообще понимания того, откуда берётся её стоимость, очень важно знать разницу между входами и выходами, расскажу подробнее о них.

Входы контроллера

Вход — это клемма для подключения какого-либо источника сигнала, который передаёт информацию в контроллер. Какие могут быть источники сигнала?

Выключатель — это источник сигнала. Сигнал может быть либо «нажато» либо «не нажато». То есть, либо логический ноль, либо логическая единица.

Тут мы переходим к понятию того, что вход и выход может быть дискретным (бинарным или цифровым его могут называть) или аналоговым. Дискретный — значит, воспринимающий либо единицу, либо ноль. Выключатель подключается к дискретному входу, так как он либо нажат, либо не нажат, других вариантов нет.

Дискретный вход может либо ожидать появления какого-то напряжения, либо замыкания входа на землю. Например, контроллер ОВЕН ПЛК воспринимает как логическую единицу появление на входе напряжения от +15 до +30 вольт. А контроллер WirenBoard ожидает, что на входе появится земля (GND). В первом случае на выключатель надо подать +24В, чтобы при нажатии кнопки на вход контроллера пришли +24 вольта, во втором — на выключатель подаём общий минус (землю) с того же модуля входов, при нажатии она придёт на контроллер.

Датчик движения также подключается к дискретному входу контроллера. Датчик либо подаёт сигнал о том, что движение есть, либо о том, что движения нет. Вот схема подключения датчика Colt XS:

Два левых контакта — напряжение питания датчика, +12 вольт. Два средних контакта — тревожный контакт, он нормально-замкнут. То есть, если движения нет, то N и С замкнуты, если движение появляется, то N и С размыкаются. Так сделано для того, чтобы если злоумышленник перережет провод датчика или повредит датчик, то цепь разорвётся, что приведёт к сработке сигнализации. Если на датчик не подавать питание, то N и С также будут разомкнутыми.

В случае с контроллерами Овен, Beckhoff и большинством других контроллеров, нам надо подать на один из контактов датчика +24 вольта, а другой подключить ко входу контроллера. Если контроллер видит на входе +24В, то есть, логическую единицу, то всё в порядке, движения нет. Как только сигнал пропадает, значит, датчик сработал. В случае с контроллером, который детектирует не напряжение, а землю (как в Wirenboard), мы подключаем N к общему минусу контроллера, С так же к его входу.

Контакты Т датчика — это тампер, датчик вскрытия корпуса. Они также нормально замкнуты, размыкаются при вскрытии корпуса датчика. Такие контакты есть у многих элементов охранных систем. Для датчиков охранной сигнализации тампер можно подключить последовательно клеммам сработки, для датчиков на включение света можно вообще не подключать тампер.

Датчик протечки воды также подключается к дискретному входу. Принцип тот же — при отсутствии протечки с датчика приходит сигнал. Нужно по каждому датчику смотреть по инструкции, замкнут он в случае протечки или разомкнут.

Аналоговый вход контроллера видит не просто наличие или отсутствие сигнала, он видит величину сигнала. Универсальный аналоговый сигнал — это от 0 до 10 вольт постоянного тока, такой сигнал даёт множество разных датчиков. Либо от 1 до 10 вольт. Есть ещё токовый сигнал — от 4 до 20 миллиампер. Почему не от ноля, а от 1 вольта или 4 миллиампер? Чтобы понимать, работает ли вообще источник сигнала. Если датчик с выходным сигналом 1-10 вольт выдаёт 1 вольт, значит, это соответствует минимальному уровню измеряемой величины. Если 0 вольт — значит, он выключен или сломан, а может, провод оборван.

То же с датчиком влажности или освещённости. Смотрим диапазон измерения параметра, смотрим выходной сигнал и можем получить точную измеряемую величину.

То есть, аналоговый вход измеряет величину сигнала: ток или напряжение. Многие датчики выпускаются в разных модификациях: с выходом по току или по напряжению. Если нам для системы надо найти какой-то редкий датчик, например, уровня определённого газа в воздухе, то, скорее всего, у него будет выход либо 0-10В, либо 4-20мА. У более продвинутых — интерфейс RS485, о нём чуть позже.

Датчики угарного газа, природного газа (метана) и пропана обычно имеют дискретный выход, то есть, подключаются к дискретному входу контроллера и подают сигнал, когда значение измеряемой концентрации газа становится опасным. Датчики уровня углекислого газа или кислорода дают аналоговое значение, соответствующее уровню газа в воздухе, чтобы контроллер сам мог принимать решение о каком-то действии.

Выходы контроллера

Выходы — это клеммы, на которые сам контроллер может подать сигнал. Контроллер подаёт сигнал, чтобы чем-то управлять.

Дискретный выход — это выход, на который контроллер может подать либо логический ноль, либо логическую единицу. То есть, либо включить, либо выключить.

Свет без регулировки яркости подключается к дискретному выходу.

Электрический тёплый пол — тоже к дискретному выходу.

Клапан перекрывания воды, или электрическая розетка, или вентилятор вытяжки, или привод радиатора — они подключаются к дискретным выходам контроллера.

В зависимости от конкретного модуля дискретных выходов выход может быть либо транзисторным (открытый коллектор), то есть, требующим реле для управления каким-то мощным прибором, либо релейным, то есть, к нему сразу можно что-то подключить. Надо смотреть характеристики выхода — коммутируемое напряжение и ток. Важно понимать, что если написано, что выход коммутирует 230 вольт 5 ампер резистивной нагрузки, то это относится только к лампочке накаливания. Светодиодная лампа — надо делить ток на десять. Блоки питания и электромоторы тоже далеко не резистивная нагрузка.

Выход типа «открытый коллектор» не позволяет подключать на него нагрузку, только реле. Надо смотреть, чтобы коммутационные возможности выхода соответствовали току и напряжению катушки реле.

Аналоговый выход — клемма, на которую контроллер может подать сигнал не только включено-выключено, но определённое значение управления. Это те же 0-10 (или 1-10) вольт, либо 4-20 миллиампер. Далее на этот управляющий сигнал мы подключаем либо диммер освещения, либо регулятор скорости вращения вентилятора либо что-то ещё, имеющее соответствующий вход.

Управление освещением — это силовой диммер, который в зависимости от сигнала 0-10 вольт с контроллера даёт на выходе от 0 до 230 вольт переменного тока для питания ламп накаливания или диммируемых светодиодных ламп.

Для светодиодных лент используется ШИМ-диммер (или ШИМ-драйвер или блок питания с диммированием), он по сигналу 0-10 либо 1-10 вольт с контроллера подаёт на ленту широтно-импульсно модулированный сигнал для диммирования. Подробнее про ШИМ у меня написано здесь.

Для вентиляторов используется тиристорный регулятор, часто также со входом 0-10 вольт.

Интерфейсы контроллера

У любого контроллера есть разные интерфейсы связи, которые определяют, с какими устройствами он может общаться. Интерфейсы связи обычно двухсторонние, то есть, контроллер может передавать на них информацию и получать информацию о состоянии.

Интерфейс Ethernet — это подключение к компьютерной сети и интернету для управления с мобильного приложения или общения с другими контроллерами. Аналогично интерфейс Wi-Fi.

Интерфейс RS-485 Modbus — самый распространённый для связи с разной техникой. Это кондиционеры, вентмашины, различные датчики и исполнительные устройства, модули расширения и много чего ещё.

RS-232 это интерфейс с маленькой дальностью линии. Обычно это, например, GSM модемы.

KNX — интерфейс связи с шиной KNX, на которой может находиться очень много устройств всех видов.

Получаем такую сводную картинку по входам и выходам контроллера:

Пример

Возьмём для примера контроллер системы Умный Дом EasyHomePLC 5.2.

У него 32 дискретных входа. Напряжение на входе должно быть от +9 до +60 вольт, чтобы контролер считал его единицей.

Из этих 32 входов 16 могут быть аналоговыми. Сигнал на входе от 0 до 10 вольт.

18 дискретных выходов. Из них 9 релейные (коммутация 16 ампер 230 вольт), 9 открытых коллекторов для подключения внешних реле.

6 ШИМ выходов с током коммутации до 1.4 ампера и напряжением до 30 вольт на каждый выход. Это управление светодиодной лентой, либо сигнал 0-10 вольт, если на ШИМ выход подключить RC-цепочку (резистор и конденсатор будут сглаживать сигнал ШИМ).

Интерфейсов связи у него много: Ethernet, два RS-485, два RS-232, miniUSB (для прошивки).

Подробнее про входы и выходы можно почитать здесь:

245,371 просмотров всего, 118 просмотров сегодня

Источник

Ввод-вывод дискретных сигналов в индустриальных применениях: решения от ST

Компания STMicroelectronics – один из лидеров по производству полупроводниковых компонентов для промышленных приложений. В частности, компания предлагает широкий выбор микросхем для создания дискретных входов и семейство интеллектуальных силовых ключей для построения дискретных выходов. При их использовании разработка займет минимум времени, а конечное решение окажется на порядок лучше как по функционалу и уровню защиты, так и по габаритам, нежели схемы на дискретных компонентах.

Дискретные входы и выходы – наиболее распространенные функциональные звенья в промышленном оборудовании. Для самых сложных станков и промышленных линий число дискретных каналов может достигать десятков и сотен.

Дискретные входы необходимы для решения целого круга задач, таких как контроль состояния различных датчиков (концевых датчиков, аварийных датчиков масла и давления, термостатов и так далее), реализация промышленных панелей управления (клавиатур, аварийных выключателей и прочих), прием информации от исполнительных механизмов и тому подобные (рисунок 1). Сфера применения дискретных выходов также широка: это передача информационных сигналов (сообщений об авариях, индикации состояния), управление исполнительными механизмами (актуаторами, катушками мощных контакторов и реле, питанием датчиков), питание индикаторов (сигнальных лампочек, сообщающих об авариях) и так далее (рисунок 1).

Рис. 1. Примеры использования дискретных входов и выходов

Все это приводит к тому, что наиболее распространенными модулями СЧПУ являются блоки электроавтоматики. Однако даже при создании маломощного программируемого контроллера разработчики в обязательном порядке снабжают его дискретными каналами (рисунок 2).

Рис. 2. Типовая схема программируемого логического контроллера

Несмотря на функциональную простоту, схемотехническая реализация дискретных каналов оказывается достаточно сложной, особенно сейчас, когда одновременно требуются минимальное значение потребления, малая стоимость, высокая надежность и компактные размеры. Если создавать модуль электроавтоматики на 32 входа на базе дискретных компонентов, то потребуется как минимум 64 резистора, более 32 конденсаторов, 96 защитных диодов (32 TVS и пара диодов Шоттки на канал). Нужно ли говорить, что габариты такого решения оказываются весьма значительными?

Компания STMicroelectronics предлагает готовые решения дискретных каналов на базе интегральных микросхем:

Использование перечисленных микросхем позволяет добиться:

Рассмотрим на примере микросхем производства компании STMicroelectronics преимущества использования интегральных решений при создании дискретных входов и выходов.

Особенности реализации дискретных входов в промышленных приложениях

Как было отмечено выше, дискретные входы могут использоваться для самых различных целей – от опроса состояния концевых датчиков до приема информационных сигналов от приводов двигателей. Естественно, что сигналы от различных устройств существенно отличаются по характеристикам: длительности фронта и среза, наличию дребезга, сопротивлению источника, амплитуде и так далее. Например, сигнал, сформированный замыкающимися контактами реле, характеризуется типовым временем фронта 5 мс и срезом 3 мс, при этом возможно возникновение дребезга. Напротив, быстродействующие сигналы от полупроводниковых ключей могут иметь частоту в десятки и сотни кГц, а дребезг у них отсутствует вовсе.

Однако с точки зрения схемотехнической реализации наиболее важными оказываются характеристики токов и напряжений. В итоге для классификации цифровых входов используют два основных параметра: тип опрашиваемых датчиков, диапазоны токов и напряжений для заданных логических состояний. Чтобы учесть эти и другие принципиальные различия, вводят классификацию типов входов. Например, в соответствии с ГОСТ IEC 61131–2-2012 «Контроллеры Программируемые. Часть 2. Требования к оборудованию и испытания», цифровые входы бывают трех типов [1].

Цифровой вход типа 1 (type 1 digital input) – устройство для измерительных сигналов, получаемых от механических контактов устройств переключения, например, реле, кнопок, выключателей и тому подобного. Преобразует фактический сигнал с двумя состояниями в однобитовое двоичное число.

Цифровой вход типа 2 (type 2 digital input) – устройство для измерительных сигналов от полупроводниковых устройств переключения, например, двухпроводных бесконтактных переключателей. Преобразует фактический сигнал с двумя состояниями в однобитовое двоичное число. Данный класс цифрового входа может использоваться вместо классов 1 и 3.

Цифровой вход типа 3 (type 3 digital input) по определению аналогичен входам типа 2, но отличается величиной входных токов. Он также используется для приема сигналов, получаемых от полупроводниковых устройств переключения, например, двухпроводных бесконтактных переключателей. Данный класс цифрового входа может использоваться вместо класса 1.

В соответствии с ГОСТ, рабочий диапазон входа состоит из области «ВКЛ», области перехода и области «ВЫКЛ». Для входа в область «ВКЛ» необходимо, чтобы были одновременно превышены минимальное значение тока и напряжения. Для постоянного напряжения питания 24 В вход типа 1 должен переходить в состояние «ВКЛ» при напряжениях 15…30 В при токе 2…15 мА. Для входа типа 2 напряжение включения составляет 11…30 В при токе 6…30 мА. Для входа типа 3 диапазон напряжений включения составляет 11…30 В при токе 2…15 мА.

Цифровые входы типа 3 имеют более низкие электрические характеристики по сравнению с цифровыми входами типа 2. Благодаря меньшей допустимой токовой нагрузке удается на одном модуле разместить большее число входов типа 3.

Значения токов и напряжений определяют мощность, рассеиваемую на входе. Это очень важный факт, о котором необходимо всегда помнить, так как он может влиять в том числе и на габариты конечного устройства. Рассмотрим эту особенность на примере базовой схемы.

Базовая схема цифрового входа на дискретных компонентах включает в себя до шести элементов. Это резистивный делитель, конденсатор фильтра, защитный TVS-диод, пара ограничительных диодов Шоттки (рисунок 3). Если требуется обеспечить гальваническую развязку, то необходимо добавить оптрон и подтягивающий резистор. В обоих случаях значение входного тока в основном определяется суммарным сопротивлением резисторов R1 и R2.

Рис. 3. Реализация дискретных входов с помощью дискретных компонентов

Схема требует компромиссного выбора номиналов компонентов. Малое сопротивление резисторов и конденсатора фильтра гарантирует максимальное быстродействие, но снижает уровень защищенности от помех и от статических разрядов; кроме того, мощность, выделяемая на входе, увеличивается. Если же выбирать высокие номиналы сопротивлений, то снижается быстродействие.

Рассмотрим схему для входа типа 1 без оптопары при номинальном напряжении 24 В. Если ток опроса составит 2 мА, то минимальная суммарная мощность на делителе окажется равной 15 В x 0,002 А = 30 мВт, что не очень много. Однако если ток опроса датчика должен быть 15 мА, то минимальная мощность составит 225 мВт. А это уже значительная величина. Если при этом требуется получить сигнал на входе контроллера не более 5 В, то соотношение R1/R2 должно быть около 4. То есть мощность на R1 составит 180 мВт. Таким образом, потребуется использовать один резистор 1206 или несколько компонентов меньшего типоразмера. Еще хуже обстоит дело со входом типа 2. Если использовать ток 30 мА, то минимальная мощность составит 330 мВт, из них на входном резисторе будет рассеиваться 264 мВт. Для таких значений лучше использовать типоразмер 2010.

Таким образом, у схемы на дискретных компонентах есть несколько недостатков: высокие потери мощности, значительные габаритные размеры, большое количество компонентов. Перечисленные проблемы можно устранить, если использовать интегральные решения, например микросхемы семейства xCLT производства компании STMicroelectronics.

Суть решения заключается в том, что все дискретные компоненты базовой схемы заменяются одной микросхемой (рисунок 4). Входным для нее является сигнал от датчика, а на выходе формируется сигнал управления оптопарой.

Рис. 4. Реализация дискретных входов с помощью решений STMicroelectronics

Особенностью схем является наличие встроенного ограничителя тока. В отличие от базовой схемы, ток не растет пропорционально напряжению. В итоге мощности потерь оказываются значительно меньше.

Встроенный драйвер оптопары не требует дополнительных внешних компонентов. Входной резистор R1 выполняет две функции – он задает делитель и, соответственно, тип входа, и он же определяет уровень защиты от статики и мощных кондуктивных помех.

Общими достоинствами решения от STMicroelectronics являются:

Кроме перечисленных достоинств, каждая из линеек в семействе данных микросхем для цифровых входов имеет дополнительные преимущества. Рассмотрим их подробнее.

Решения для дискретных входов от STMicroelectronics

Семейство микросхем xCLT производства компании STMicroelectronics включает линейки CLT3, PCLT, SCLT, CLT01. У каждой из них есть свои особенности (таблица 1).

Таблица 1. Характеристики микросхем дискретных входов производства компании STMicroelectronics

CLT3-4B – базовая микросхема семейства. Она представляет собой четырехканальный ограничитель тока с защитой от перенапряжений и выходным драйвером оптопары. Максимальный входной ток каждого канала ограничен значением 3 мА. Микросхема выпускается в корпусном исполнении TSSOP20.

CLT3 позволяет с помощью единственного входного резистора реализовывать входы типа 1 и 3. Чтобы получить вход типа 1, следует использовать резистор 2,2 кОм. Если выбирать значение сопротивлений 1,2 кОм, то вход соответствует требованиям типа 3.

PCLT-2A – двухканальный программируемый ограничитель тока с защитой от перенапряжений и выходным драйвером оптопары. Главной особенностью PCLT-2A является возможность настройки тока ограничения с помощью единственного внешнего резистора. Диапазон регулировки составляет 6,1…8,8 мА. Таким образом, PCLT-2A соответствует требованиям по току, предъявляемым к входам типа 2.

SCLT – восьмиканальный ограничитель тока с защитой от перенапряжений и выходным интерфейсом SPI с драйвером оптопары.

В SCLT вместо параллельной шины выходных каналов реализован SPI-интерфейс со встроенными драйверами опотпар. В итоге для создания гальванической развязки для восьми входных датчиков потребуется всего три оптопары вместо восьми. Если необходимо реализовать модуль с числом входов до 32, то выигрыш окажется еще больше (рисунок 5). При этом микросхемы SCLT объединяются в последовательную цепочку по SPI для набора требуемого числа входов.

Рис. 5. Преимущества использования микросхем дискретных входов с последовательным интерфейсом

Частота работы SPI-интерфейса микросхем SCLT достигает 2 МГц. Если требуются более высокие скорости, следует обратить внимание на линейку CLT01.

CLT01 – восьмиканальный ограничитель тока с защитой от перенапряжений и выходным интерфейсом SPI с драйвером оптопары и скоростью до 6,25 МГц. Эти микросхемы – наиболее совершенные представители семейства, которые работают со входным током 3 мА и выпускаются в корпусных исполнениях HTSSOP38 и QFN-48L.

Кроме готовых микросхем для дискретных входов компания STMicroelectronics предлагает решения и для реализации мощных дискретных выходов.

Особенности реализации дискретных выходов в промышленных приложениях

Чтобы разобраться в особенностях реализации дискретных выходов, можно вновь обратиться к ГОСТ IEC 61131–2-2012.

Цифровой выход (digital output) – это устройство, которое преобразует однобитовое двоичное число в сигнал с двумя состояниями [1].

Основными характеристиками цифровых выходов являются [1]:

Чтобы создать дискретный выход, устойчивый к возникновению КЗ, потребуются драйвер транзистора, мощный транзистор, элементы защиты и цепи ОС. Как и в случае с входами, если строить схему на дискретных компонентах, получится громоздкое решение, которое потребует достаточно много времени для разработки.

Компания STMicroelectronics предлагает готовое решение цифровых выходов в виде интеллектуальных силовых ключей (Intelligent Power Switch и IPS). Они объединяют в одном корпусе силовой ключ, драйвер, систему диагностики и защитные компоненты (рисунок 6). Такой ключ может управляться напрямую от цифрового выхода микроконтроллера.

Рис. 6. Преимущества интеллектуальных силовых ключей STMicroelectronics

Интеллектуальные ключи производства компании STMicroelectronics дают разработчикам следующие преимущества:

Номенклатура интеллектуальных ключей этой компании насчитывает более двух десятков наименований. Рассмотрим их более подробно.

Решения для дискретных выходов от ST Microelectronics

Компания STMicroelectronics предлагает к услугам разработчиков более двух десятков интеллектуальных ключей со следующими отличительными особенностями (таблица 2):

Таблица 2. Характеристики интеллектуальных ключей от STMicroelectronics

Ключи производятся по трем различным технологиям.

Биполярная технология используется для создания одноканальных ключей с малым выходным током (до 0,5 А) и высоким рабочим напряжением до 60 В. Представителями данной группы являются TDE1737DP, TDE1747, TDE1787, TDE1798, TDE3247 и TDE1707BFP. Среди них можно особо выделить:

Технология MultiBCD позволяет создавать одно- и многоканальные ключи с типовым выходным током от 0,5 А. При этом главной отличительной особенностью семейства является широкий выбор диагностических функций и возможность подстройки тока ограничения. Среди этой группы стоит выделить следующих представителей:

Технология VIPower оказывается наиболее совершенной с точки зрения получаемых характеристик. Она характеризуется: минимальным сопротивлением открытого канала и максимальной токовой нагрузкой, высокими показателями по теплоотдаче, максимальным числом выходов до 8. Рассмотрим наиболее интересных представителей данной группы.

VN540 – одноканальный ключ верхнего уровня с рекордно низким значением сопротивления канала от 50 мОм и максимальным выходным током до 2,8 А. Ключ выпускается в корпусном исполнении PENTAWATT/PowerSO-10.

VNI2140 – двухканальный ключ верхнего уровня с сопротивлением канала всего 80 мОм и током до 1 А.

Рис. 7. Преимущества использования VNI8200XP с последовательным интерфейсом

Рис. 8. Преимущества использования ключей ISO8200B с гальванической развязкой

VNI8200XP – новинка данного семейства. Он представляет собой восьмиканальный интеллектуальный ключ с нагрузочным током каждого канала до 0,7 А. Отличительной особенностью VNI8200XP является не только большое количество каналов, но и возможность управления ими с помощью SPI-интерфейса. Это является идеальным решением для создания многоканальных приложений с гальванической развязкой. Если, например, для создания 32-канального модуля электроавтоматики использовать одноканальные решения, то потребуется 32 оптопары. При использовании VNI8200XP можно будет обойтись тремя оптронами (рисунок 7).

Говоря об устройствах с гальванической развязкой, обязательно стоит сказать о новой микросхеме ISO8200B. Это первая в номенклатуре STMicroelectronics микросхема интеллектуальных ключей со встроенной изоляцией для промышленных приложений. При ее использовании необходимость во внешних оптронах отпадает в принципе (рисунок 8). Максимальный ток каждого канала для ISO8200B достигает 0,7 А.

Отладочные средства от STMicroelectronics

Кроме самих интегральных решений, компания STMicroelectronics предоставляет разработчикам широкий выбор отладочных плат, которые помогают максимально быстро ознакомиться со всеми особенностями микросхем дискретных входов и выходов (рисунок 9).

Рис. 9. Отладочные платы STMicroelectronics

В большинстве случаев отладочные платы не содержат ничего лишнего и могут использоваться как независимо, так и в комплекте с другими дополнительными наборами. Например, плата STEVAL-IFP022V1 служит для оценки особенностей восьмиканальных ключей VNI8200XP и может подключаться к коммуникационной плате STEVAL-PCC009V2. STEVAL-PCC009V2 обеспечивает связь с прикладным ПО на ПК. При этом пользователю ничего не требуется делать руками – достаточно соединить платы между собой, подключить нагрузку и начать исследования.

Заключение

Создание дискретных входов и выходов для промышленных приложений – достаточно сложная задача, особенно когда необходимо соответствовать отраслевым стандартам. В этом нетрудно убедиться, если ознакомиться с ГОСТ IEC 61131–2-2012. В этом случае от разработчика потребуется точное выполнение приведенных спецификаций токов и напряжений, а также обеспечение хотя бы минимального уровня защиты.

Решение представленной задачи можно значительно упростить, если строить схемы входов и выходов не на дискретных компонентах, а с привлечением интегральных систем. Микросхемы дискретных входов и интеллектуальные силовые ключи производства компании STMicroelectronics позволяют при минимальных затратах времени получить надежное и защищенное решение, отвечающее всем требованиям стандартов.

Источник