:: Produkty

Vlastnosti modulů MicroUnit serie

Přehled základních vlastností

Následující vlastnosti jsou společné pro moduly MicroUnit serie:

Standardní mechanické provedení

Moduly MicroUnit serie jsou instalovány v plastových pouzdrech Modulbox určených pro montáž na DIN lištu 35mm; přednostně jsou využívána pouzdra Modulbox se šířkou 55mm nebo 105mm (viz výkresy Modulbox 3M a Modulbox 6M).

Na dolním a horním okraji pouzder jsou umístěny šroubovací svorky pro připojení napájecího napětí, komunikační linky a technologických signálů. V nevyužitých pozicích některých svorek jsou zpravidla umístěny indikační LED pro signalizaci napájecího napětí, aktivity komunikační linky nebo stavu digitálních vstupů a výstupů.

Moduly v odlišném provedení

Kromě instalace do pouzder Modulbox jsou moduly MicroUnit serie vyráběny i v odlišných provedeních.

Moduly LCD displejů jsou vestavěny do plastových pouzder určených pro montáž na čelní panel rozváděče (viz obrázek vpravo; jako rozšíření jsou dodávány průhledné odklopné kryty zajištující krytí IP65).

Druhou skupinou modulů vestavěných do odlišných pouzder jsou moduly digitálních portů s vysokým počtem I/O bodů (řada MU-3200); pro tyto typy byla použita otevřená pouzdra doplněná o průhledný plexi kryt zabraňujícím poškození součástek.

Poslední skupinou jsou moduly ve speciálním OEM provedení, zpravidla nepouzdřené desky různých rozměrů určené pro vestavbu do zařízení (např. OPT-4848).

Komunikační protokoly AIBus-2 a Modbus RTU

Všechny moduly MicroUnit serie mají standardně implementován firemní, kanálově orientovaný protokol AIBus-2 umožňující realizaci sítí s architekturou "master - slave" a rozsahem do 255 jednotek.

Poznámka: Podrobná specifikace je uvedena v příručce AIBus-2.

Alternativním komunikačním protokolem všech moderních typů modulů je standardní a velmi rozšířený Modbus RTU; nově vyvinuté typy modulů s posledními verzemi firmware mají implementovány současně oba typy protokolů (součástí softwarové konfigurace je nově i volba protokolu).

Poznámka: Požadavek na podporu protokolu Modbus RTU doporučujeme uvést v objednávce.

Moduly komunikují s nadřízeným systémem prostřednictvím seriové linky RS-485 s volitelnou rychlostí od 2400Bd do 115,2kBd (všechny typy), některé typy pak již od 600Bd nebo až do 230,4kBd. Jedním segmentem linky RS-485 lze přenášet data až na vzdálenost 1200 metrů; v případě využití repeaterů RS-485 lze překlenout vzdálenost až 4800 metrů (vychází z obecného doporučení nejvýše tří repeaterů vložených do datové trasy). Značný dosah tak umožňuje efektivní výstavbu distribuovaných systémů při současném umístění modulů v bezprostřední blízkosti technologických čidel.

Napájecí napětí, volba zdroje

Všechny moduly vyvíjené od roku 2006 jsou určeny pro stejnosměrné napájecí napětí v rozsahu 10÷30VDC. Jsou vybaveny spínaným zdrojem, jejich příkon je tedy přibližně konstantní v celém rozsahu povoleného napájecího napětí a v technických parametrech je proto udáván příkon namísto proudového odběru.

Pro výpočet proudového odběru platí jednoduchý vzorec
    proud[A] = příkon[W] : napětí[V]

Například modul s příkonem 2,4W tedy odebírá při napájecím napětí 24VDC proud 100mA, avšak při napětí 10VDC proud dosahuje 240mA.

Výše zmíněnou obecnou vlastnost spínaných zdrojů je potřeba zohlednit při volbě napájecího zdroje - musí být schopen rozběhu do vyšší proudové zátěže. V této souvislosti je současně vhodné poznamenat, že napájecí zdroj modulů vykazuje efektivní kapacitu cca 300µF.

V technických parametrech modulů je udáván mezní příkon s rezervou cca 20%. Reálný příkon většiny typů je téměř nezávislý na konfiguraci a stavu I/O signálů, výjimkou jsou moduly analogových výstupů a reléové moduly, jejich příkon ve stavu bez zátěže, popř. s neaktivními relé, klesá i pod 50% příkonu s plně zatíženými nebo aktivovanými výstupy. Mezní příkon je proto kalkulován vždy v nejnepříznivější konfiguraci a při zatížení výstupů mezní povolenou zátěží.

Zastaralé typy modulů jsou určeny pro nominální stejnosměrné napájecí napětí 24VDC (tolerance 15÷30VDC), zpravidla však existují alternativní verze pro nominální napájecí napětí 12VDC (tolerance 10÷20VDC). Tyto typy modulů jsou vybaveny vybavené lineárním zdrojem a jejich proudový odběr je tedy téměř nezávislý (s výjimkou typů s reléovými výstupy) na napájecím napětí (tzn. se zvyšujícím se napájecím napětí stoupá příkon a tedy i tepelné ztráty).

Při výběru napájecího zdroje postačuje sečíst příkon připojených modulů (v případě modulů s definovaným proudem je příkon stanoven jako součin proudu a napětí) a použít zdroj s rezervou zvolenou zejména podle klimatických podmínek a teplotní charakteristiky konkrétního zdroje.

Klimatické podmínky

Všechny standardně dodávané moduly jsou určeny pro rozsah okolních teplot -10÷60°C při relativní vlhkosti do 90%.

Celou řadu typů lze však na zakázku dodat v provedení pro rozsah okolních teplot až -40÷70°C a to včetně klimatického funkčního testu prováděného na každém dodaném kusu, případně i ověřením přesnosti v limitních teplotách.

Zpracovávané signály

Z hlediska charakteru lze zpracovávané signály rozdělit do několika skupin:

Analogové vstupní signály

Analogové vstupy modulů umožňují v závislosti na typu modulu zpracovat stejnosměrné napětí v rozsazích od 20mV do 10V, stejnosměrný proud 20mA, signály odporových čidel a teploměrů, termočlánků, tenzometrů apod. Způsob připojení je určen typem modulu a čidla a je popsán v uživatelské příručce jednotlivých modulů.

Vybrané moduly jsou schopné kromě stejnosměrných signálů měřit i signály střídavé s frekvencí 50Hz, numericky stanovovat skutečnou efektivní hodnotu a v případě třífázových soustav moduly navíc hodnoty fázových i sdružených napětí.

Analogové vstupy jsou vždy izolovány od napájecího napětí, komunikační linky a digitálních vstupů/výstupů; jednotlivé vstupy však nejsou izolovány vzájemně.

Analogové výstupní signály

Analogové výstupy jednokanálových modulů jsou řešeny jako napěťové nebo proudové; v obou případech jsou izolovány od ostatních obvodů. Výstupy vícekánálových modulů nejsou izolovány vzájemně.

Digitální vstupní signály, resp. vstupy čítačů

Digitální vstupy lze dělit na neizolované (vstupy jsou spojeny s napájecím zdrojem a komunikační linkou), samostatně izolované (každý vstup je izolován od všech dalších obvodů modulu) nebo společně izolované (skupina vstupů izolována od napájecího zdroje a komunikační linky, avšak ne vzájemně).
Podrobně viz zjednodušená schemata v tabulce níže.

Obvodové schéma Popis
neizolované vstupy pro signály TTL, 24VDC nebo bezpotenciálový kontakt
samostatně izolované bipolární samostatně izolované bipolární vstupy pro signály 24VDC obou polarit, resp. po doplnění filtrem 50Hz i pro signály 24VAC
samostatně izolované unipolární samostatně izolované unipolární vstupy pro signály 24VDC (v moderních modulech bylo nahrazeno bipolárními vstupy)
společně izolované bipolární společně izolované bipolární vstupy pro signály 24VDC obou polarit, resp. po doplnění filtrem 50Hz i pro signály 24VAC
izolované unipolární se společným kladným pólem izolované unipolární se společným kladným pólem vstupy pro signály 24VDC (v moderních modulech bylo nahrazeno bipolárními vstupy)
izolované unipolární se společným záporným pólem izolované unipolární se společným záporným pólem vstupy pro signály 24VDC (v moderních modulech bylo nahrazeno bipolárními vstupy)

Poznámka: Kromě výše popsaných jsou ještě používány specifické typy vstupů, například RS-422 pro inkrementální snímače nebo optronem oddělené SSI vstupy.

Digitální výstupní signály

Digitální výstupy lze dělit na neizolované (výstupy jsou spojeny s napájecím zdrojem a komunikační linkou), samostatně izolované (každý výstup je izolován od všech dalších obvodů modulu) nebo společně izolované (skupina výstupů izolována od napájecího zdroje a komunikační linky, avšak ne vzájemně).
Podrobně viz zjednodušená schemata v tabulce níže.

Obvodové schéma Popis
neizolované NPN nejjednodušší výstupy určené například pro spínání relé a stykačů
(typické spínací vlastnosti: 30VDC a 300mA)
samostatně izolované výstupy určené například pro spínání relé a stykačů oddělelně od napájecího zdroje modulu
(typické spínací vlastnosti: 30VDC a 300mA)
společně izolované NPN výstupy určené například pro spínání relé a stykačů oddělelně od napájecího zdroje modulu, zátěže propojeny kladným pólem a spínány proti GND
(typické spínací vlastnosti: 30VDC a 300mA)
společně izolované PNP výstupy určené například pro spínání relé a stykačů oddělelně od napájecího zdroje modulu, zátěže propojeny GND a spínány napětím +24V
(typické spínací vlastnosti: 30VDC a 300mA)
výkonové relé výstupy určené pro přímé spínání zátěže, kontakty jsou chráněny proti přepěťovým špičkám varistory
(typické spínací vlastnosti: 250VAC a 3A, resp. 30VDC a 3A)
výkonový triak výstupy určené pro přímé spínání zátěže, triaky chráněny proti přepěťovým špičkám varistory
(typické spínací vlastnosti: 250VAC a 2A)

Poznámka: Kromě výše popsaných jsou ještě v některých případech používány specifické typy výstupů, například TTL.

Inteligentní periferie

Některé moduly MicroUnit serie mají kromě jednoduchých I/O funkcí implementovány algoritmy pro inteligentní zpracování vstupních signálů.

Inteligentní čítače s výpočetní jednotkou

Vybrané typy čítačových modulů jsou vybaveny výpočetní jednotkou umožňující nejen běžné čítaní impulsů, ale navíc zpracování výkonným výpočetním modulem zajišťujícím po zadání impulsního čísla:

Z uvedeného přehledu funkcí je zřejmé, že tyto moduly jsou předurčeny pro nasazení s různými průtokoměry, elektroměry, apod.

Čítače pro zpracování signálů inkrementálních čidel

Tyto typy modulů jsou vybaveny programovatelným enkodérem zajišťujícím zpracování mj. kvadraturních signálů inkrementálních čidel a nasazovány jsou především ve spojení s různými rotačními nebo lineárními snímači polohy.
Moduly navíc zajišťují zálohování údajů při výpadku napájecího napětí (jsou-li napájeny společně s pohony, umožňují v řadě případů nahradit absolutní snímače levnějšími inkrementálními) a mohou být vybaveny obvodem reálného času (RTC).

Inkrementální snímače generují dva logické signály se vzájemným fázovým posunem 90° (bývají označovány A a B) zpracovávané na straně modulu kvadraturním enkodérem (ze změn signálů, resp. posloupnosti hran rozpozná směr pohybu) následovaným obousměrným čítačem. Doplňkovým signálem je tzn. index generovaný snímačem při průchodu nulovou polohou využívaným při zpracování k nulování čítače.

SSI

Kvadraturní snímače se zpravidla nabízejí ve variantách s výstupními signály standardu RS-422 (pár signálů s úrovněmi cca 5V; řešení nabízí příznivou odolnost proti rušení i schopnost přenášet vysoké frekvence signálů) nebo signály s úrovněmi 24V (výrazně omezený rozsah frekvencí). Moduly MicroUnit serie předpokládají snímače se signály RS-422, v případě typů s 24V signály je nezbytné předřadit převodník napěťových úrovní.

Moduly s rozhraním SSI (Serial Synchronous Interface)

Rozhraní SSI je využívané širokou řadou zejména polohových čidel, vzhledem k výhodným vlastnostem (nízké nároky na počet signálů, obecně definovaný datový protokol, jednoduše řešená izolace apod.) jsou však dostupné i různé inteligentní jednotky umožňující tímto rozhraním načítat naměřená data.

SSI master generuje jeden signál označovaný jako CLK (vysílač pracuje s úrovněmi RS-422) zpracovávaný na straně snímače (SSI slave) optronem. Snímač generuje v opačném směru jeden signál označovaný jako DATA, který přenáší datovou informaci synchronně se signálem CLK. Třetím párem vodičů se pak zpravidla přenáší napájecí napětí snímače.
Viz zjednodušené schema na obrázku níže.

SSI

Třetím možným typem je zařízení, které lze označit jako SSI receiver. Narozdíl od předešlých dvou typů (tedy SSI master a SSI slave) nijak do signálů nezasahuje, nýbrž jen pasivně "odposlouchává" datové přenosy, a lze jej použít pro monitorování provozu technologie nebo k diagnostice.

Moduly MicroUnit serie nabízejí všechny tři typy SSI zařízení.

Speciální komunikační karty a konvertory

Pro moduly MicroUnit serie jsou dodávány speciální komunikační karty a konvertory řízené mikropočítačem s implementovanou podporou (protokol AIBus-2).

Ačkoliv lze s moduly komunikovat i prostřednictvím standardního sériového portu PC nebo protokol implementovat do různých automatů a mikropočítačových systémů, použití speciálních karet je výhodné zejména z důvodu výrazného zefektivnění komunikace, přesného časování a ošetření celé řady možných přenosových chyb.

Přehled vyráběných modulů, speciálních komunikačních karet a konvertorů je uveden v přehledu typů.

TEDIA MicroUnit Datalogger

Program TEDIA MicroUnit Datalogger je aplikace umožňující konfiguraci a následný záznam dat na disk v obecném ASCII, CSV nebo DBF formátu. Program je poskytován zdarma s hardwarem TEDIA.

Na samostatné stránce naleznete podrobný popis vlastností programu.