(Polish) Analogowy wejœciowy,napięciowo-pr¹dowy o

Transkrypt

Moduł wejść/wyjść VersaPoint
Analogowy wejściowy, napięciowo-prądowy
o rozdzielczości 15 bitów, 2 kanałowy
IC220ALG220
GFK-1906-PL
Kwiecień 2001
Moduł IC220ALG220 jest stosowany do pomiaru napięć lub
prądów.
Moduł z wpiętym terminalem wejść/wyjść
Parametry techniczne modułu
Wymiary (szerokość x
wysokość x
głębokość)
12.2mm x 120mm x 71.5mm
(0.480in. x 4.724in. x 2.795in.)
Rodzaj połączeń
2- i 3-przewodowe
Zasilanie czujników
Zewnętrzne źródło zasilania
Temperatura pracy
-25°C do +55°C (-13°F do
+131°F)
Temperatura
przechowywania
-25°C do +85°C (-13°F do
+185°F)
Wilgotność w miejscu
pracy
Średnio 75%. Należy
przeprowadzić odpowiednie
pomiary wilgotności (>85%).
Wilgotność w miejscu
przechowywania
Średnio 75%.
Stopień ochrony
IP 20 według IEC 60529
Klasa ochrony
Class 3 według VDE 0106, IEC
60536
Pobór mocy
Moduł IC220ALG220 wymaga jednego terminala
wejść/wyjść, IC200TBK061, zamawianego dodatkowo.
Patrz: informacje potrzebne przy zamówieniu.
Napięcie zasilające
magistralę
komunikacyjną UL
7.5V
Charakterystyka
Pobór prądu z
lokalnej
(wewnętrznej)
magistrali
komunikacyjnej UL
Typowo około 45mA
Napięcie zasilania
obwodów we/wy
UANA
24VDC
Pobór prądu z
magistrali analogowej
UANA
Typowo około 12mA
Całkowity pobór mocy
Typowo około 0.63W

Dwa pojedyncze wejścia prądowo-napięciowe.
Możliwość połączenia 2- i 3-przewodowych czujników
Trzy zakresy prądowe: 0 do 20mA, -20mA do +20mA, 4
do 20mA
Dwa zakresy napięciowe: 0V do 10V, -10V do +10V
Niezależna konfiguracja kanałów
Mierzona wartość może być przedstawiona w dwóch
formatach
Rozdzielczość niezależna od formatu i zakresu
pomiarowego
Przetwarzanie danych obu kanałów maksymalnie w
1.5ms
Wskaźniki stanu modułu
Informacje potrzebne przy zamówieniu
IC220ALG220
Moduł wejść analogowych, o rozdzielczości
15 bitów, napięciowo/prądowy, 2 kanałowy
IC220TBK061
Ekranowany terminal wejść/wyjść, ilość 5
1
Analogowy wejściowy, napięciowo-prądowy o rozdzielczości 15 bitów, 2 kanałowy
IC220ALG220
GFK-1906-PL
Kwiecień 2001
Instrukcje instalacji
Przepływ dużego prądu przez magistralę zasilającą powoduje wzrost temperatury elementów modułu. Aby utrzymać
jak najmniejszy przepływ prądu przez magistralę zasilającą należy zastosować oddzielny obwód główny dla
modułów analogowych. Jeśli występuje potrzeba zastosowania modułów analogowych razem z innymi modułami
w obwodzie głównym należy umieścić moduły analogowe po prawej stronie obwodu głównego.
Połączenia
Połączyć czujniki przy użyciu kabla ekranowanego ze
skręconą parą przewodów. Połączyć ekran kabla
z zaciskiem ekranowania. Ekran kabla przez zacisk,
wysoką impedancję i pojemność jest połączony
z potencjałem FE GND na magistrali. Dodatkowe
połączenia nie są konieczne.
Nie należy podłączać napięcia powyżej ± 5V do wejścia
prądowego. Może to spowodować zniszczenie
elektroniki modułu poprzez przekroczenie
maksymalnego prądu ±100mA.
Należy używać połączeń ekranowanych do podłączenia
czujników. Poniższy schemat przedstawia połączenie
(bez ekranowanych złącz).
UWAGA: Nie wolno równocześnie podłączać
sygnałów prądowych i napięciowych do jednego
kanału wejściowego.
2
Styk
Sygnał
Opis
1.1
2.1
1.2
2.2
+U1
+U2
+I1
+I2
Napięcie wejściowe kanału 1
Napięcie wejściowe kanału 2
Prąd wejściowy kanału 1
Prąd wejściowy kanału 2
1.3
-1
2.3
-2
1.4, 2.4
Ekran
Powrotny dla kanału 1
(wspólne dla prądu i napięcia)
Powrotny dla kanału 2
(wspólne dla prądu i napięcia)
Połączenie ekranu
Dioda
LED
D
Kolor
Opis
Zielony
Diagnostyka magistrali lokalnej
Przykład: Podłączenie czujników
aktywnych
Przykład: Podłączenie czujników
pasywnych
Podłączenie dwóch czujników aktywnych dwu
przewodowych z ekranem:
Podłączenie dwóch czujników pasywnych dwu
przewodowych z ekranem, pokazujące zasilenie
czujnika.
A.
Czujnik aktywny z wyjściem napięciowym (kanał 1)
B.
Czujnik aktywny z wyjściem prądowym (kanał 2)
Czujniki są zasilane z modułu Segment Terminal (lewy).
Mogą także być zasilane z zewnętrznego zasilacza.
IC220ALG220
GFK-1906-PL
Kwiecień 2001
Schemat obwodów wewnętrznych
Izolacja elektryczna
Układ komunikacji z magistralą lokalną oraz
formowaniem napięcia
Transoptor
Dane do programowania
Przetwornica DC/DC z izolacją elektryczną
Kod ID
7H heksadecymalnie (127
dziesiętnie)
Mikroprocesor z multiplekserem i
przetwornikiem analogowo-cyfrowym
Długość kodu
02 (heksadecymalnie)
Napięcie odniesienia
Obszar adresów
wejściowych
4 bajty
Pamięć EEPROM
Obszar adresów
wyjściowych
4 bajty
Wzmacniacz
Protokół komunikacyjny z
urządzeniami peryferyjnymi
(PCP)
0 bajtów
Układ separacji ekranów
Długość rejestru
(magistrala)
4 bajty
3
IC220ALG220
GFK-1906-PL
Kwiecień 2001
Dane do konfiguracji kanałów
Moduł otrzymuje dwa słowa danych. Słowa te są wykorzystywane do konfiguracji modułu. Można wykorzystywać
domyślaną konfigurację modułu bez zmian, lub skonfigurować każdy kanał niezależnie. Konfiguracja ta nie jest
zapisywana i musi zostać przesłana w każdym skanie.
Domyślna konfiguracja kanału:
Zakres pomiarowy:
Uśrednianie:
Format wyjściowy:
0 do 10 V
Włączone, 16 ostatnich próbek
15 bitów ze znakiem
Następujące parametry mogą być modyfikowane:

Zakres pomiarowy sygnału wejściowego. (Typ wejścia prądowy lub napięciowy jest uzależniony od
wykorzystywanego zacisku w terminalu).

Uśrednianie włączone/wyłączone

Format danych wejściowych
Po zasileniu modułu pojawi się komunikat “measured value invalid” (”błędna wartość mierzona”) (error code 8004
hex). Po 1 sekundzie (maksymalnie) zostanie zaakceptowana aktualna konfiguracja i będzie dostępna pierwsza
wartość pomiaru.
Jeśli konfiguracja kanału zostanie zmieniona kanał zostanie ponownie zainicjowany. Komunikat “measured value
invalid” (error code 8004 hex) pojawi się przez 100ms.
Format danych wyjściowych do konfiguracji kanałów
Każdy kanał posiada jedno słowo konfiguracji. Należy ustawić bit 15 odpowiadającego słowa na 1 aby dokonać
rekonfigurację kanału. Jeśli bit 15 ma wartość logiczną 0 wykorzystywana będzie konfiguracja domyślana.
Bit
Opis
Kod
Opis
15
Konfigurowanie
9, 8
Filtr
5, 4
Format danych
3-0
Zakres
pomiarowy
(Napięcie)
0
1
00
01
10, 11
00
01, 10
11
0000
0001
0010 to 0111
1000
1001
1010
1011 do 1111
Wartość domyślna
Dane konfiguracyjne
Uśrednianie 16 ostatnich pomiarów
Bez uśredniania
Zarezerwowane
Rozdzielczość 15 bitów ze znakiem
Nie wykorzystywane
Ujednolicona reprezentacja
0V do 10V
-20mA do 10V
Zarezerwowane
0mA do 20mA
-20mA do +20mA
4mA do 20mA
Zarezerwowane
Zakres
pomiarowy
(Prąd)
4
IC220ALG220
GFK-1906-PL
Kwiecień 2001
Format danych wejściowych do przesyłania wyników pomiarów
Wartości mierzone z każdego kanału są przesyłane do kontrolera. Poniższy rysunek przedstawia sekwencję danych
wejściowych.
Kanał 1
(2 bajty)
Kanał 2
(2 bajty)
Dla każdego kanału format danych wejściowych może zostać skonfigurowany niezależnie na dwa sposoby, jak
pokazano poniżej. W obu przypadkach wartość mierzona jest przedstawiana za pomocą bitów 0-14. Bit 15 jest bitem
znaku.
Domyślny format danych wejściowych
15
14
13
12
11
10
9
Znak
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Wartość analogowa
Ujednolicona reprezentacja formatu danych wejściowych
W tym formacie, wartość mierzona jest przedstawiana bez konwersji. Jeden bit ma wartość 1 mV lub 1 µA
(w zależności od wykorzystanych zacisków na terminalu przyłączeniowym).
15
14
13
12
11
10
9
Znak
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Wartość analogowa
Porównywanie wartości danych w obu formatach
Formaty te wykorzystują tą samą wejściową wartość w różny sposób, jak pokazano na poniższym przykładzie.
Formaty danych wejściowych zostały szczegółowo przedstawione na następnych stronach.
Przykładowy zakres pomiarowy: 0mA do 20mA
Przykładowa wartość zmierzona: 10mA
Format danych
Wartość
zmierzona
Wartość
wejściowa
HEX
Wartość
wejściowa
dziesiętnie
Wartość domyślna
10mA
3A98
15000
Ujednolicona reprezentacja
10mA
2710
10000
Kody błędów kanału
Wartość większa niż 8000H przy obu formatach wskazuje błąd.
Opis błędu
Hex
Dziesiętnie
8001
-32767
Przekroczenie zakresu
8002
-32766
Otwarty obwód
8004
-32764
Zła wartość zmierzona/brak poprawnej wartości
8010
-32752
Zła konfiguracja
8040
-32704
Wadliwy moduł
8080
-32640
Poniżej zakresu
5
IC220ALG220
GFK-1906-PL
Kwiecień 2001
Istotne wartości mierzone
Poniższe tabele podsumowują wartości znaczące w obu formatach danych.
Wartości znaczące w domyślnym formacie danych
Wejściowe słowo
danych
Zakres pomiarowy
0mA do 20mA lub 0V do 10V
Zakres pomiarowy
-20mA do +20mA / -10V do +10V
Zakres pomiarowy
4mA do 20mA
0mA do 20mA
Wejście
0V do 10V
Wejście
-20mA do
+20mA Wejście
-10V do +10V
Wejście
4mA do 20mA
Wejście
mA
W
> +21.6746
+21.6746
+20.0
+0.66667µA
> +10.837
+10.837
+10.0
+333.33µV
mA
> +21.339733
0
-0.66667µA
0
-333.33µV
Hex
8001
Dziesiętnie
poza zakresem
mA
+21.6746
W
+10.837
7F00
7530
0001
0000
0000
0000
FFFF
8002
32512
30000
1
0
0
0
-1
Otwarty obwód
+21.6746
+20.0
+0.66667µA
0
<0
+10.837
+10.0
+333.33µV
0
<0
8AD0
8100
8080
-30000
-32000
Poniżej zakresu
+21.339733
+20.0
+4.00053333
+4,0 do 3,2
<+3.2
-20.0
-21.6746
<-21.6746
-10.0
-10.837
<-10.837
Istotne wartości zmierzone w formacie ujednoliconym
W formacie ujednoliconym, jeden bit ma wartość 1 mV lub 1 µA. Z powodu ujednolicenia nie wszystkie możliwe kody
są wykorzystywane.
Wejściowe słowo
danych
Hex
8001
54AA
4E20
43BB
3E80
2A55
2710
0001
0000
FFFF
B1E0
AB56
D8F0
D5AB
8080
8002
6
Dziesiętnie
poza zakresem
21674
20000
17339
16000
10837
10000
1
0
-1
-20000
-21674
-10000
-10837
Poniżej
zakresu
Otwarty obwód
Zakres pomiarowy
0mA do 20mA lub 0V do 10V
Zakres pomiarowy
-20mA do +20mA / -10V do +10V
Zakres pomiarowy
4mA do 20mA
0mA do 20mA
Wejście
mA
0V do 10V
Wejście
W
-20mA do
+20mA Wejście
mA
-10V do +10V
Wejście
W
4mA do 20mA
Wejście
mA
>+21.674
+21.674
+20.0
>+10.837
>+21.674
+21.674
+20.0
>+10.837
>21.339
21.339
20.00
+0.001
<?0
+10.837
+10.0
+0.001
<?0
+0.001
0
-0.001
-20.0
-21.674
<-21.674
+10.837
+10.0
+0.001
0
-0.001
4.001
4,0 do 3,2
-10.0
-10.837
<-10.837
< 3.2
IC220ALG220
GFK-1906-PL
Kwiecień 2001
Parametry techniczne
Różnice danych technicznych zawartych w podręczniku użytkownika
Odporność na zakłócenia według EN 50082-2
Wyładowania elektrostatyczne (ESD) według
IEC 61000-4-2
Kryterium B
6kV przy zetknięciu
6kV przez powietrze
Wymagania mechaniczne
Test wstrząsowy według IEC 60068-2-27
15g przez 11ms, cykl pół sinusoidalny, trzy uderzenia w
każdym kierunku, 25g przez 6ms, cykl pół sinusoidalny, trzy
uderzenia w każdym kierunku.
Wejścia analogowe
Ilość
Projekt wejść
Napięcie
0 do 10V
-20mA do 10V
Prąd
0 do 20mA
-20mA do +20mA
4mA do 20mA
Przedstawienie wartości mierzonej
Generowanie wartości średniej
Czas przetwarzania A/C
2 pojedyncze analogowe wejścia
Według EN 61131-2, Type 1
0 do 10,837V
(Format domyślny)
0.333mV/LSB
0 do 10,837V
(Format ujednolicony)
1.000mV/LSB
-20mA do 10,837V
(Format domyślny)
0.333mV/LSB
-20mA do 10,837V
1.000mV/LSB
0 do 21,6746mA
(Format domyślny)
0.6666µA/LSB
0 do 21,6746mA
1.000µA/LSB
-20mA do 21,6746mA
(Format domyślny)
0.6666µA/LSB
-20mA do 21,6746mA
1.000µA/LSB
4 do 21,339mA
(Format domyślny)
0.533µA/LSB
4 do 21,339mA
1.000µA/LSB
Wartość domyślna
(15 bitów z bitem znaku)
Format ujednolicony
(15 bitów z bitem znaku, jeden bit = 1mV lub
1mA)
Ponad 16 wartości mierzonych (wyłączalne)
Około 120µs
7
IC220ALG220
GFK-1906-PL
Kwiecień 2001
Wejścia analogowe
Wejścia napięciowe
Rezystancja wejścia
> 220kΩ
Częstotliwość odcięcia filtra wejściowego (-3dB)
40Hz
Uaktualnienie danych obu kanałów
< 1.5ms
Zachowanie po uszkodzeniu czujnika
Przejście do 0V
Maksymalne dopuszczalne napięcie pomiędzy napięciem
analogowych wejść a potencjałem odniesienia
-20mA do 32V
Tłumienie sygnału wspólnego (CMR)
Odniesienie: Napięcie sygnału wejściowego, zgodne z
dopuszczalnym wspólnym zakresem napięciowym DC.
Minimalnie9 0dB
Typowo 110dB
Dopuszczalne napięcie wspólne dla CMR
40V pomiędzy napięciem wejściowym a FE
Wejścia prądowe
Rezystancja wejścia
50Ω (bocznik)
Częstotliwość odcięcia filtra wejściowego (-3dB)
40Hz
Uaktualnienie danych obu kanałów
< 1.5ms
Zachowanie po uszkodzeniu czujnika
Przejście do 0mA / 4mA
Maksymalne dopuszczalne napięcie pomiędzy napięciem
analogowych wejść prądowych a potencjałem odniesienia
±5V (odpowiadające 100mA na rezystancji
czujnika)
Tłumienie sygnału wspólnego (CMR)
Odniesienie: Prąd sygnału wejściowego, zgodne z
dopuszczalnym wspólnym zakresem napięciowym DC.
Minimalnie 90dB
Typowo 110dB
Dopuszczalne napięcie wspólne dla CMR
40V pomiędzy prądem wejściowym a FE
Dopuszczalny prąd maksymalny
-20mA do 100mA
Dokładność i wpływ temperatury
Wejścia napięciowe
Wejścia prądowe
Typowy
Maksymalny
Typowy
Maksymalny
±0.03%
±0.06%
±0.03%
±0.06%
Błąd przy 23°C (73.4°F)
Błąd ustalony
Błąd wzmocnienia
±0.05%
±0.10%
±0.10%
±0.10%
Błąd nieliniowości
±0.10%
±0.20%
±0.10%
±0.30%
Całkowity błąd wejść przy 23°C (73.4°F)
Błąd ustalony + błąd wzmocnienia + błąd
nieliniowości
±0.15%
±0.30%
±0.20%
±0.40%
Wpływ zmiany temperatury otocznia na błędy przy –25°C do +55°C (-13°F do +131°F)
Dryft błędu ustalonego
±6ppm/K
±12ppm/K
±6ppm/K
±12ppm/K
Dryft błędu wzmocnienia
±30ppm/K
±50ppm/K
±30ppm/K
±50ppm/K
Całkowity dryft napięcie = dryft błędu ustalonego +
dryft błędu wzmocnienia
±36ppm/K
±62ppm/K
±36ppm/K
±62ppm/K
Całkowity błąd wejść przy (-25°C [-13°F] do +55°C
[+131°F])
Błąd ustalony + błąd wzmocnienia + błąd liniowości +
dryft błędu
±0.30%
±0.50%
±0.35%
±0.650%
Dla wejścia napięciowego wskaźniki błędu odnoszą się do maksymalnej wartości zakresu pomiarowego tj. 10V.
Dla wejścia prądowego wskaźniki błędu odnoszą się do maksymalnej wartości zakresu pomiarowego tj. 20mA.
8
IC220ALG220
GFK-1906-PL
Kwiecień 2001
Dodatkowe błędy spowodowane wpływem pola elektromagnetycznego
Rodzaj zakłócenia elektromagnetycznego
Typowe odchylenie wartości
pomiarowej
(wejście napięciowe)
Typowe odchylenie wartości
pomiarowej
(wejście prądowe)
Względne
Całkowite
Względne
Całkowite
Pola elektromagnetyczne; natężenie pola
10V/m według IEC 61000-4-3
< ±2%
< ±200mV
< ±2%
< ±400µA
Zakłócenia przewodzące (napięcie
sprawdzające 10V) według IEC 61000-4-6
< ±1%
< ±100mV
< ±1%
< ±100µA
Szybkie impulsy 4kV na zasilaniu, 2kV na
wejściach według IEC 61000-4-4
< ±1%
< ±100mV
< ±1%
< ±100µA
Urządzenia zabezpieczające
Udary napięciowe
Diody tłumiące w wejściach analogowych
Izolacja elektryczna
Aby zapewnić izolację elektryczną pomiędzy obwodem logicznym a obwodem wejść/wyjść konieczne jest
zasilanie modułu obsługującego magistralę i czujniki oddzielnymi zasilaczami. Połączenie 24V źródeł zasilania
jest niedopuszczalne. (Szczegółowe informacje dostępne są w instrukcji użytkownika NIU).
Potencjały wspólne
Zasilanie główne 24V, napięcie 24V na segmencie oraz GND posiadają ten sam potencjał. FE (uziemienie
funkcjonalne) posiada inny potencjał.
Oddzielne układy potencjałów składają się z modułu magistrali/terminala zasilania i terminala
wejść/wyjść.
- Sprawdzane potencjały
- Napięcie sprawdzające
Zasilanie 5V z magistrali zewnętrznej / Zasilanie 7.5V elektroniki modułu
500VAC, 50Hz, 1min.
Zasilanie 5V na magistralę zewnętrzną / Zasilanie 7.5V elektroniki modułu
500VAC, 50Hz, 1min.
Zasilanie 7.5V elektroniki modułu / Zasilanie 24V obwodów analogowych
UANA we/wy / Układy we/wy
500VAC, 50Hz, 1min.
Zasilanie 7.5V elektroniki modułu / Zasilanie 24V obwodów analogowych
UANA we/wy / Potencjał FE
500VAC, 50Hz, 1min.
Układy we/wy / Potencjał FE
500VAC, 50Hz, 1min.
Komunikaty błędów
Awaria wewnętrznego źródła napięcia
Tak
Błąd WE/WY / błąd użytkownika
Tak, komunikat błędu bezpośrednio przez słowa danych
wejściowych
9