Analog I/O-systemreferansekonstruksjon

ADI sin utrustning fokuserer på å demonstrere utviklingen av et PLS/DCS-system styrt av en Modbus-master, det eksemplifiserer hvordan de nyeste funksjonene til nøkkelkomponenter brukes. Et enkelt nodesystem omtales ofte som en PLS (programmerbar logisk styring), mens et større system ofte omtales som en DCS (distributed control system). Hver node kan styre opptil 16 analoge feltenheter, sensorer eller aktuatorer, enten HART-kompatible (Highway Addressable Remote Transducer – HART) eller helt analoge. Systemer kan utvides til å omfatte så mange som 16 individuelle noder. Systemet kan også brukes til generelle, nøyaktige analoge datainnsamlingsutrustninger, for eksempel instrumentering, analog datalogging eller test og måling.

Analogt inngangskort
CN-0414 er konstruert for å måle fire helt differensiale eller åtte enpolede spenninger, samt fire strømsignaler. Hjertet i kretsen er en 24-bits AD4111 som er støysvak med lav effekt, Σ-Δ analog til digital-omformer (ADC) med integrert ±10 V og 20 mA analoge innganger. Spenningsinngangene støtter et inngangsområde på opp til ±10 V. AD4111 har en unik funksjon som muliggjør åpen ledningsdeteksjon på ±10 V spenningsinnganger, samtidig som den drives av en 5 V eller 3,3 V enkelt strømforsyning; de tidligere løsningene ville typisk kreve en forsyning større enn ±10 V.

Strømindgangene understøtter et inngangsintervall fra 0 mA til 24 mA. Inngangsimpedansen til kretsen er 250 Ω (60 Ω internt til AD4111), med alle innganger referert til isolert jord. Inngangsimpedansen på 250 Ω på gjeldende innganger er nødvendig for å få AD5700-1 HART-kompatibelt modem til å fungere sammen med AD4111.

Den analoge inngangen på kretsen, AD4111 og AD5700-1 er isolert fra behandlingssiden ved hjelp av ADuM5411 og ADuM3151 for å gi betydelige plassbesparelser i forhold til frittstående (diskrete) omformerbaserte løsninger. CN-0414-brettet drives av en strømforsyning på 9,5 V_DC til 36 V_DC (likespenning) som er typisk for industrielle automatiseringssystemer, noe som gjør det enkelt for kundene å ettermontere denne i systemene sine.

Kort med analog utgang
CN-0418 er en firekanals kort med spenningsutgang og strømutgang basert på AD5755-1 digital til analog-omformer (DA-omformer) med dynamisk effektkontroll. Denne kretsen har strømutganger på 4 mA til 20 mA, i tillegg til enpolede eller topolede spenningsutganger (±10 V). Kortet har også et AD5700-1 HART-modem, for å gi en komplett løsning med analog utgang med HART-tilkobling. Ekstern beskyttelseskrets for transienter inngår også, noe som er viktig for bruksområder i tøffe industrielle miljøer.

Strøm- og spenningsutgangene har små separate pinner, men bare en er aktiv om gangen, dermed er begge utgangspinnene knyttet sammen og koblet til en enkelt terminal. Analoge utganger beskyttet mot kortslutning og åpen krets (tomgangskrets). AD5755-1 inneholder integrert dynamisk effektkontroll ved bruk av en DC–DC boost-omformerkrets, noe som gir redusert strømforbruk i gjeldende strømutgangsmodus. Den har fire CHART-pinner som tilsvarer hver av de fire utgangskanalene. HART-signalet kan kobles til disse pinnene og vises på den tilsvarende utgangen, hvis utgangen er aktivert.

RS-485-tansceiverkort
CN-0416 er et isolert og uisolert RS-485-transceiverkort, som gjør det enkelt å implementere dataoverføring mellom flere systemer eller noder, spesielt over lange avstander. Kretsen bruker ADM2682E RS-485-transceiveren for isolert kommunikasjon og LTC2865 for uisolert RS-485-kommunikasjon. Begge kan konfigureres til enten drift med full dupleks eller halv dupleks, med åpne eller terminerte transmisjonslinjer. Kretsen har Rj-45-kontakter på kortet, som tillater bruk av vanlige CAT5 Ethernet-kabler for rask fysisk kabling av noder. Termineringsmotstanden er standardinnstilt til CAT5-kabelens karakteristiske impedans på 100 Ω, men kan konfigureres for å støtte standard RS-485 kabelimpedans på 120 Ω.

ADM2682E er i stand til en datahastighet på opptil 16 Mbps og har ekte feilsikre mottakerinnganger med en justert terskel for differensialspenningen. Den gir 5 kV signalisolering ved å bruke iCoupler-datakanalen og 5 kV effektisolering ved å bruke den isoPower integrerte DC–DC-omformeren. LTC2865 er i stand til en datahastighet på opptil 20 Mbps og har fullt ut feilsikre mottakerinnganger. En intern vinduskomparator bestemmer den feilsikre tilstanden uten behov for å justere terskler for differensialinngangsspenningen.