Большинство приборов автоматизации (такие как ПЛК, преобразователи частоты, программируемые реле и т.д.) поддерживают сигналы для дистанционного управления и передачи информации о состоянии. Ниже рассмотрены основные их виды.
Дискретные входы (digital inputs - DI) - используются для приема односложных команд управления или состояния (пуск, стоп, авария, достигнут заданный порог и т.д.). Сигнал имеет два состояния: 0 или 1 (нет или да, ложь или истина)
Пример:
У дискретного входа есть порог напряжения (Uon) при котором он срабатывает, порог напряжения измеряется относительно общей клеммы для входов DI. Если напряжение на дискретном входе выше порога срабатывания, то дискретный вход переходит в состояние «1» (или «правда») и устройство, на котором установлен дискретный вход, начинает выполнять действие, которое было назначено данный вход. Также у дискретного входа есть максимальное напряжение (Umax) выше которого вход выходит из строя. Чтобы дискретный вход перешел из состояния «1» в состояние «0» нужно чтобы напряжение упало ниже порога отключения входа (Uoff). Все пороги напряжения для дискретных входов зависят от производителя оборудования. Но есть два основных вида: дискретные входы на 24В постоянного напряжения (их приблизительные пороги: Umax =30В, Uon =24В, Uoff =15В), фазные дискретные входы на 220В переменного напряжения (их приблизительные пороги: Umax ~250В, Uon ~220В, Uoff ~150В).
Дискретные выходы (digital outputs - DO) - используются для отправки односложных команд управления или состояния (пуск, готовность, работа, авария и т.д.). Сигнал также имеет два состояния: 0 или 1 (нет или да, ложь или истина)
Пример:
Дискретный выход подключается последовательно с нагрузкой или дискретным входом. Срабатывает при выполнении условия, но которое он настроен. При срабатывании коммутирует поданное на него напряжение и включает нагрузку либо активирует дискретный вход. Основные характеристики дискретного выхода — это максимальное напряжение (Umax) и максимальный ток (Imax) которые он может через себя пропустить. Дискретным выходом могут быть транзистор, тиристор, симистор, либо реле.
Дискретные сигналы. Логика работы PNP/NPN (Source/Sink).
Входы и выходы транзисторного типа имеют две логики срабатывания PNP(Source - источник) и NPN(Sink - сток). Выходы и входы типа PNP коммутируют и принимают сигнал +24В. Выходы и входы типа NPN коммутируют и принимают сигнал 0В.
Пример:
В зависимости от производителя некоторые устройства позволяют переключать логику работы дискретных сигналов, у некоторых такой возможности нет.
Аналоговые входы (analogue inputs - AI) - используются для приема каких-либо величин или заданий. Например: скорость, температура, давление и т.д. Отличаются по типу сигналов: напряжение или ток. Стандартные диапазоны сигналов: 0…10 вольт (В) - сигнал напряжения или 4…20 миллиампер (мА) - токовый сигнал.
Пример:
Аналоговый вход принимает сигнал, на который он настроен. На графике выше изображен стандартный сигнал 4-20мА. Устройство принимает сигнал в виде диапазона тока и пересчитывает его в процентное соотношение (или в какое-либо еще в зависимости от настройки). Возвращаясь к графику Прибор 1 принимает сигнал и на основании этого может менять скорость вращения электродвигателя, где 4мА – 0% от максимальной скорости, а 20мА – 100% от максимальной скорости. Если же сигнал приходит от датчика давления, верхний предел измерений которого 16бар, то 4мА – 0бар, 12мА - 8бар, 20мА – 16бар. Тоже самое актуально и для сигнала напряжения.
Аналоговые выходы (analogue outputs - AO) - используются для отправки каких-либо величин или заданий. Например: текущий ток двигателя, текущая влажность, задание скорости и т.д. Отличается по типу сигналов: напряжение или ток. Стандартные диапазоны сигналов: 0…10В или 4…20мА.
Пример:
Аналоговый выход отправляет сигнал, на который он настроен. Отправляемый сигнал может быть командой от управляющего прибора (например, насколько задвижке нужно открыться) или это может быть сигнал состояния (например сигнал с датчика об измеренной температуре). Сигнал также масштабируется пропорционально из тока/напряжения в проценты, градусы целься, метры/кубические и т.д.
Аналоговый выход может быть активным или пассивным:
Активный аналоговый выход не требует внешнего источника питания, пассивный аналоговый выход требует внешнего источника питания.