AD转换模拟信号远程监控在实际中的应用

2012-12-15 11:29:28来源: 互联网

随着电子产业数字化程度的不断发展,逐渐形成了以数字系统为主体的格局。A/D和D/A转换器作为模拟和数字电路的接口,正受到日益广泛的关注。随着数字技术的飞速发展,人们对A/D和D/A转换器的要求也越来越高,新型模拟/数字和数字/模拟之间的转换技术不断涌现。通过这些转换人们可以运用各种控制器进行远程监控,如控制某个空间的温度、湿度,控制液体的液位和流量,控制物体的位移、速度及压力等。在实际工作环境中,各种传感器、PLC的AO模块或DCS系统输出的模拟量电流或电压信号很弱(很多是mV或mA级),而且普遍带负载能力低。直接用来监控远程的执行设备,往往会因为长距离的传输造成信号的衰减、失真,有时还会因其它外界信号干扰而造成信号出错,影响整个系统的正常运行。

因此,要保证监控系统的可靠性,首先需要将系统中的多种传感器、多路PLC、DCS等输出的模拟信号进行隔离、放大、转换。有些场合还需要通过各种通讯载体进行远程无失真传输。 ISO 4021(A/D转换)可以将传感器输出的模拟信号转换成数字信号,用RS232/485通讯将信号进行远程传输或采用GPRS、GMS进行无线数传,然后用远程模拟信号输出模块ISO DAO(D/A转换)将数字信号转换成模拟信号,用还原的模拟信号进行远程监测和控制。这些技术在SCADA数据采集、FCS远程监控中得到了越来越多的应用。

一、信号A/D(模拟转数字)转换及远程传输技术

ISO 4021信号A/D(模拟转数字)转换器可实现传感器和主机之间的信号采集,用以检测模拟信号或控制远程设备。通过软件的配置,可用于多种传感器类型,包括:模拟信号输入,模拟信号输出,和数字信号输入/输出(I/O)。广泛用在 RS-232/485总线工业自动化控制系统,4-20mA / 0-5V信号测量、监视和控制,小信号的测量以及工业现场信号隔离及长线传输等等。

ISO 4021信号A/D(模拟转数字)转换器包括电源隔离,信号隔离、线性化,A/D转换和RS-485串行通信。每个串口最多可接256只 ISO 4021系列模块,通讯方式采用ASCII码通讯协议或MODBUS RTU通讯协议,其指令集兼容于ADAM模块,波特率可由代码设置,能与其他厂家的控制模块挂在同一RS-485总线上,便于计算机编程。

ISO 4021信号A/D(模拟转数字)转换器是基于单片机的智能监测和控制系统,所有的用户设定的校准值,地址,波特率,数据格式,校验和状态等配置信息都储存在非易失性存储器EEPROM里。ISO 4021系列产品按工业标准设计、制造,信号输入 / 输出之间隔离,可承受3000VDC隔离电压,抗干扰能力强,可靠性高。工作温度范围- 45℃~+85℃。

ISO 4021模拟转数字 (A/D)转换器功能简介:

ISO 4021信号A/D(模拟转数字)转换器框图,如图1所示。

图1  ISO 4021信号A/D(模拟转数字)转换器原理框图

ISO 4021 信号隔离采集模块,可以用来测量一路电压或电流信号,也可以用来测量两路可以共地且不会互相干扰的电流或电压信号。

1、模拟信号输入

24位采集精度,产品出厂前所有信号输入范围已全部校准。在使用时,用户也可以很方便的自行编程校准。具体电流或电压输入量程请看产品选型,测量两路信号时两路输入选型必须相同。

2、通讯协议

通讯接口: 1路标准的RS-485通讯接口或1路标准的RS-232通讯接口,订货选型时注明。

通讯协议:支持两种协议,命令集定义的字符协议和MODBUS RTU通讯协议。可通过编程设定使用那种通讯协议,能实现与多种品牌的PLC、RTU或计算机监控系统进行网络通讯。

数据格式:10位。1位起始位,8位数据位,1位停止位。

通讯地址(0~255)和波特率(300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400bps)均可设定;通讯网络最长距离可达1200米,通过双绞屏蔽电缆连接。

通讯接口高抗干扰设计,±15KV ESD保护,通信响应时间小于100mS。  

3、抗干扰

可根据需要设置校验和。模块内部有瞬态抑制二极管,可以有效抑制各种浪涌脉冲,保护模块,内部的数字滤波,也可以很好的抑制来自电网的工频干扰。

关键字:AD转换  模拟信号

编辑:Gem 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/1215/article_17817.html
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