Creşterea densităţii de canale pentru intrări digitale prin cascadarea serializatoarelor de intrare

17 IUNIE 2009

Introducere
PLC-urile joacă un rol preponderent în automatizare. Ele permit intrări de la senzori analogici, precum şi digitali, şi oferă semnale de ieşire de comandă pentru actuatori. Intrările digitale reprezintă o partajare semnificativă a acelor I/O, acceptând intrări de la comutatoare finale, switch-uri de proximitate, senzori de combustibil, bariere de lumină, senzori de supratemperatură şi multe altele.

Abordarea tradiţională
Există câteva tipuri de intrări digitale; standardul IEC-61131-2 le defineşte pe cel mai adesea folosite. Pentru început vom discuta despre soluţiile tradiţionale, şi apoi vom analiza noile abordări de la TI.
Uzual, intrările digitale utilizau componente discrete şi necesitau o interfaţă paralelă la procesor. Limitările de curent erau obţinute cu o serie de rezistenţe de înaltă putere. Nişte filtre RC (rezistenţă-condensator) reduceau instabilitatea comutatoarelor mecanice, în timp ce la interfaţa paralelă cu procesorul erau legate câte un optocuplor pe canal. Acest design necesita componente voluminoase, multe canale de izolare şi un controler gazdă cu amprentă mare pentru a permite intrările paralele. El creează de asemenea o disipare mare de căldură. Cu un lanţ tipic de rezistenţe de aproximativ 2,2 kW, curentul la tensiunea nominală de 24 V creşte la 11 mA şi conduce la un consum de putere de 260mW sau 400mW la 30V. Considerând că această disipare poate apărea simultan pe toate canalele de intrare – alături de componentele voluminoase şi interfaţa către procesor – este limitată sever densitatea de canale.

O nouă abordare
Familia de produse TI SN65HVS88x se adresează limitărilor menţionate mai înainte, şi mai mult decât atât. Serializatorul de intrare digitală, după cum îi spune şi numele, serializează intrările într-un singur flux de date SPI şi reduce numărul de izolatoare cu 50%.
Rezistenţele şi LED-urile prezentate în figura 1 sunt cerute de standardul IEC-61131-2; ele pot fi omise pentru intrări care nu necesită conformitate cu acest standard. Pe lângă aceasta, limitarea de curent integrată permite utilizarea unor rezistenţe de putere joasă.
Curentul de intrare alimentează un pin de ieşire, permiţându-i comanda unui LED extern cu scopul de a indica starea curentului intrării. Fără LED, acest pin se conectează pur şi simplu la masă. Familia HVS88x permite cascadarea câtorva dispozitive, toate partajând aceeaşi interfaţă SPI, după cum se poate observa în figura 2. Pentru o intrare cu 32 de canale, ea oferă o izolare de 4 canale, economisind 87% din canalele ISO. Şi ce se poate spune despre disiparea de putere cu o interfaţă de 32 de canale?
Am arătat anterior că disiparea în cazul cel mai nefericit era 400mW/canal, totalizând aproape 13W: aceasta este prea mult pentru un PLC subţire de dimensiunea unui pachet de cărţi de joc. Familia HVS88x permite proiectanţilor să stabilească limitarea de curent oriunde între 200mA şi 5,2mA. Pentru un comutator tip-1 sau tip-3, se poate alege o limită în domeniul 3-mA, limitând astfel disiparea pe canal la 90mW pentru 30V. Aceasta reduce disiparea de putere cu mai mult de 75% faţă de abordarea cu componente discrete. Proiectantul poate reduce şi mai mult numărul de componente externe prin utilizarea unui filtru integrat de atenuare, reglat pentru a filtra pulsurile ce durează mai puţin de 3ms sau 1ms.
Pentru o achiziţie rapidă a semnalelor de la comutatoare fără perturbaţii, se poate face bypass al filtrului. Componentele operează de la o tensiune nominală de 24-V şi generează ele însele tensiunea de 5V utilizată intern. Această sursă este de asemenea disponibilă pentru a alimenta circuite externe, precum partea dinspre câmp a barierei izolatoare pe interfaţa SPI.
Familia HVS88x permite prin serializare şi cascadare o mare densitate de intrări digitale, cu o semnificativă reducere a disipării de putere, şi cu eliminarea componentelor externe. Sunt disponibile materiale de prezentare, mostre şi plăci de evaluare. Tabelul 1 prezintă specificaţiile pentru dispozitivele SN65HVS88x.

Referinţă
1. www.ti.com/sn65hvs882

Dispozitiv asociat
www.ti.com/iso721

Pentru mai multe informaţii, vizitaţi:
www.ti.com/interface

Contact:
Irina Marin
irina.marin@ecas.ro
ECAS ELECTRO
Tel: 021 204 81 00
Fax: 021 204 81 30
birou.vanzari@ecas.ro

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre