Analog I/O-systemreferenskonstruktion

ADI:s tillämpning fokuserar på att demonstrera utvecklingen av ett PLC/DCS-system som styrs av en Modbus-master och exemplifierar hur de senaste funktionerna hos vissa nyckelkomponenter används. Ett system med en enda nod kallas ofta en PLC, medan ett större system ofta refereras till som ett DCS. Varje nod kan styra upp till 16 analoga fältenheter, sensorer eller manöverdon, antingen HART-kompatibla (highway addressable remote transducer) eller bara analoga, och systemet kan utökas till att omfatta så många som 16 individuella noder. Systemet kan även användas för allmän analog precisionsdataregistrering, såsom instrumentering, analog dataloggning eller testning och mätning.

Det analoga ingångskortet
. CN-0414 är konstruerat för att mäta fyra helt differentierade eller åtta enkeländade spännings- och fyra strömsignaler. Hjärtat i kretsen är en AD4111, en strömsnål 24-bitars Σ-Δ A/D-omvandlare (ADC) med låg brusnivå med integrerade ±10 V och 20 mA analoga användarsektioner. Spänningsingångarna stödjer ett ingångsintervall på upp till ±10 V. AD4111 inbegriper en unik funktion som möjliggör öppen-ledning-detektering på ±10 V spänningsingångar, samtidigt som den drivs med en enda 5 V eller 3,3 V strömförsörjning; de tidigare lösningar behövde typiskt sett en försörjning större än ±10 V.

Strömingångarna stödjer ett ingångsintervall på 0 mA till 24 mA. Ingångsimpedansen i kretsen är 250 Ω (60 Ohm internt till AD4111), med alla ingångar refererade till isolerad jord. Ingångsimpedansen på 250 Ohm på strömingångarna är nödvändig för att få det HART-kompatibla AD5700-1-modemet att fungera i kombination med AD4111.

Den analoga användarsektionen av kretsen, AD4111 och AD5700-1 är isolerade från processningssidan genom ADuM5411 och ADuM3151 för att uppnå en avsevärd utrymmesbesparing gentemot diskreta transformatorbaserade lösningar. CN-0414-kortet drivs av en 9,5 V_DC till 36 V_DC som är typiska för industriautomationssystem gör det enkelt för kunderna att integrera dem i sina befintliga system.

Analoga utgångskort
CN-0418 är ett fyrkanaligt spännings- och strömutgångskort baserat på D/A-omvandlaren (DAC) AD5755-1 med dynamisk effektstyrning. Denna krets erbjuder 4 mA till 20 mA strömutgångar, samt unipolära eller bipolära spänningsutgångar (±10 V). Korten omfattar även AD5700-1 HART-modemet, för att ge en komplett analog utgångslösning med HART konnektivitet. Externa transientskyddskretsar ingår också, vilket är viktig för tillämpningar som är placerade i hårda industrimiljöer.

Ström- och spänningsutgångar är tillgängliga på separata pinnar, men endast en är aktiv åt gången, vilket därför gör det möjligt att ha båda utgångspinnarna förbundna och anslutna till en enda plint. Analoga utgångar är kortslutna och öppen-krets-skyddade. AD5755-1 innehåller inbyggd dynamisk effektstyrning med hjälp av en DC-DC-boostomvandlarkrets som möjliggör reducerad strömförbrukning i strömutgångsläge. Den har fyra CHART-pinnar som motsvarar var och en av de fyra utgångskanalerna. HAR-signalen kan kopplas in på dessa stift och visas på motsvarande utgång om den utgången är aktiverad.

RS-485-sändtagarkort (transceiver)
CN-0416 är ett isolerat och oisolerat RS-485 sändtagarkort, som gör det möjligt att enkel implementera dataöverföring mellan flera system eller noder, särskilt över långa avstånd. Kretsen använder sändtagaren ADM2682E RS-485 för isolerad kommunikation och LTC2865 för oisolerad RS-485-kommunikation. Båda kan konfigureras till endera full-duplex eller half-duplex-drift och med öppna eller terminerade transmissionsledningar. Kretsen har RJ-45-uttag på kortet, vilket gör det möjligt att använda vanliga CAT5 Ethernet-kablar för snabb fysisk anslutning med noder. Termineringsresistansen sätts som standard till CAT5-kabelns karaktäristiska impedans på 100 Ohm men kan konfigureras till att stödja den standardiserade RS-485-kabelns impedans på 120 Ohm.

ADM2682E klarar en datahastighet på upp till 16 mbps och har verkligt felsäkra mottagaringångar med en justerad differentialspänningströskel. Den ger 5 kV signalisolering med hjälp av iCoupler-datakanalen och 5 kV effektisolering med hjälp av den isoPower-integrerade DC-DC-omvandlaren. LTC2865 klarar en datahastighet på upp till 20 mbps och har fullständigt felsäkra mottagaringångar. En intern fönsterkomparator bestämmer det felsäkra tillståndet utan att behöva justera trösklarna för differentialingångsspänningen.