Показать цену
Показать цену
Показать цену
Показать цену
Показать цену
Показать цену
Показать цену
Показать цену
Показать цену
Показать цену
Показать цену
Показать цену
Показать цену
Показать цену
Показать цену
Показать цену
Показать цену
Что такое модуль ввода-вывода
Модуль ввода-вывода представляет собой промежуточное устройство между системой управления и полевым оборудованием. К входным каналам подключаются датчики, кнопки, контакты реле и измерительные преобразователи. Выходные каналы управляют реле, контакторами, электромагнитными клапанами, приводами, световой сигнализацией и другими исполнительными устройствами.
Модули входа преобразуют электрические сигналы в цифровые значения, доступные контроллеру. Модули выхода выполняют обратную функцию: получают команду по внутренней шине и формируют требуемый дискретный или аналоговый сигнал.
По функции такие устройства также называют модулями расширения ПЛК. Они позволяют увеличить количество входов и выходов, добавить новые типы сигналов или подключить специализированное оборудование без замены самого контроллера.
Модули ввода-вывода ПЛК также называют модулями расширения ввода-вывода. Они позволяют увеличить количество входных и выходных каналов контроллера, подключить дополнительные типы сигналов или добавить специализированные функции без замены самого ПЛК.
Каждый модуль расширения ввода-вывода подключается к совместимому промышленному контроллеру или сетевому адаптеру по внутренней шине. При выборе необходимо учитывать серию оборудования, тип сигнала, количество каналов, электрические характеристики и совместимость с головным устройством станции.
Модули удалённого ввода-вывода и модули распределённого ввода-вывода
Модули удалённого ввода-вывода устанавливаются не в шкафу центрального ПЛК, а непосредственно рядом с датчиками и исполнительными механизмами. Модули объединяются в отдельную станцию и подключаются по внутренней шине к сетевому адаптеру. Адаптер передаёт входные данные и выходные команды между станцией и промышленным контроллером по выбранному сетевому протоколу. Основная программа управления при такой архитектуре обычно выполняется в центральном ПЛК.
Модули распределённого ввода-вывода размещаются в нескольких станциях, установленных на разных участках технологического объекта. Каждая станция обслуживает свою группу датчиков и исполнительных устройств. Головным устройством станции может быть сетевой адаптер или локальный ПЛК, если на участке требуется самостоятельная обработка сигналов и выполнение алгоритмов управления.
Таким образом, удалённый ввод-вывод характеризует расположение отдельной станции относительно центрального контроллера, а распределённый ввод-вывод описывает архитектуру всей системы, состоящей из нескольких узлов I/O. Одна или несколько удалённых станций могут входить в состав распределённой системы ввода-вывода.
Размещение модулей рядом с оборудованием сокращает длину сигнальных кабелей, упрощает расширение системы и позволяет разделить ввод-вывод по отдельным установкам, производственным линиям или технологическим участкам.
Место модулей в системе CREVIS
Головное системы ввода-вывода это программируемый контроллер, также к нему может быть подключен сетевой адаптер. Контроллер выполняет пользовательскую программу и самостоятельно управляет оборудованием. Сетевой адаптер передаёт данные модулей внешнему ПЛК по выбранному промышленному протоколу.
Подключённые устройства обмениваются данными по внутренней шине. В серии G используется G-Bus, в серии M используется M-Bus. По внутренней шине передаются входные значения, выходные команды, диагностическая информация и данные о состоянии модулей.
Внешняя промышленная сеть и внутренняя шина выполняют разные задачи. Модуль дискретного или аналогового ввода не подключается напрямую к Modbus, EtherCAT или PROFINET. Поддерживаемый сетевой протокол определяется контроллером или сетевым адаптером, установленным в начале станции.
Какие модули ввода-вывода представлены в CREVIS
| Группа | Сигналы и функции | Что подключается |
|---|---|---|
| Модули дискретного ввода | Двухпозиционные сигналы постоянного и переменного тока, входы Sink/Source, контроль линии, NAMUR | Кнопки, концевые выключатели, контакты реле, датчики приближения, сигнализаторы уровня и другие дискретные устройства |
| Модули дискретного вывода | Транзисторные выходы Sink/Source, электромеханические и полупроводниковые релейные выходы | Реле, контакторы, электромагнитные клапаны, световая сигнализация и маломощные исполнительные устройства |
| Модули аналогового ввода | Токовые и потенциальные сигналы, термопары, термосопротивления, тензодатчики, HART и другие измерительные сигналы | Датчики температуры, давления, расхода, уровня, веса и измерительные преобразователи |
| Модули аналогового вывода | Управляющие сигналы тока и напряжения, включая 0-20 и 4-20 мА, 0-10 В и другие диапазоны | Частотные преобразователи, позиционеры, регуляторы мощности и устройства с аналоговым управляющим входом |
| Комбинированные и универсальные модули | Сочетают в одном корпусе несколько типов входных и выходных каналов | Локальные узлы оборудования, где требуется уменьшить количество отдельных модулей и занимаемых позиций |
| Интерфейсные и специальные модули | RS-232, RS-422, RS-485, SSI, IO-Link, счётчики, энкодеры, ШИМ, импульсные выходы и управление шаговыми двигателями | Счётчики, весовые терминалы, регуляторы, энкодеры, приводы, датчики с цифровым интерфейсом и другое специализированное оборудование |
| Модули питания | Ввод, расширение, распределение и фильтрация системного и полевого питания | Дополнительные группы модулей, полевые цепи, экраны кабелей и точки распределения потенциалов |
Модули питания не принимают измерительные сигналы и не формируют команды управления, но входят в состав модульной станции. Они используются, когда мощности встроенного источника головного устройства недостаточно или требуется разделить полевые цепи на отдельные группы.
Как выполняется обработка входных и выходных сигналов
При работе станции данные последовательно проходят несколько этапов:
- Датчик или измерительный преобразователь формирует электрический сигнал;
- Модуль ввода принимает сигнал и преобразует его в цифровое значение;
- Данные передаются по внутренней шине контроллеру или сетевому адаптеру;
- ПЛК обрабатывает полученное значение по пользовательской программе;
- Рассчитанная команда передаётся модулю вывода;
- Выходной канал формирует сигнал для исполнительного устройства.
Если головным устройством является сетевой адаптер, программа управления выполняется во внешнем ПЛК. Адаптер получает данные от модулей и передаёт их ведущему контроллеру по промышленной сети, а затем возвращает в станцию рассчитанные выходные значения.
Дискретные и аналоговые сигналы
| Тип сигнала | Как представляется | Примеры |
|---|---|---|
| Дискретный вход | Одно из двух состояний: 0 или 1 | Кнопка нажата, контакт замкнут, датчик сработал |
| Дискретный выход | Команда включения или выключения | Включение реле, клапана, лампы или контактора |
| Аналоговый вход | Числовое значение, соответствующее измеренному току, напряжению, сопротивлению или другому параметру | Температура, давление, расход, уровень или вес |
| Аналоговый выход | Непрерывный управляющий сигнал заданного тока или напряжения | Задание скорости привода, положения клапана или мощности регулятора |
При подборе недостаточно определить только направление сигнала. Необходимо проверить номинальное напряжение или диапазон измерения, схему Sink/Source, количество проводов, допустимый ток, разрешение преобразователя и электрическую совместимость с полевым устройством.
Серии модулей CREVIS
| Серия | Обозначение модулей | Внутренняя шина | Особенности |
|---|---|---|---|
| G | GT | G-Bus | Наиболее широкий выбор сигнальных, интерфейсных и специальных модулей. В зависимости от головного устройства в станцию можно установить до 63 модулей. Горячая замена не поддерживается |
| M | M | M-Bus | До 63 модулей в станции, горячая замена модулей ввода-вывода, унифицированные съёмные клеммные блоки и возможность построения систем с повышенными требованиями к обслуживанию |
| S | ST | Внутренняя шина серии S | Система предыдущего поколения. Серия снята с производства в 2024 году и используется главным образом при обслуживании ранее установленных станций |
Модули серий G, M и S различаются конструкцией, разъёмами и внутренней шиной. Их нельзя устанавливать в одну станцию или напрямую заменять модулем другой серии. При модернизации необходимо подбирать совместимую функциональную замену и проверять всю конфигурацию узла.
Системное и полевое питание
В модульной станции используются системное и полевое питание. Системное питание обеспечивает работу электроники головного устройства и подключённых модулей. Полевое питание используется в цепях датчиков и исполнительных устройств.
При расчёте станции проверяют потребление каждого модуля от внутренней шины и нагрузку полевых цепей. Если суммарное потребление превышает возможности встроенного источника, станцию разделяют на группы и устанавливают модуль расширения питания. Отдельное питание также применяют для разделения цепей с разными напряжениями и снижения влияния помех.
Горячая замена модулей
Горячая замена модулей ввода-вывода реализована в серии M. Она позволяет извлечь неисправный модуль и установить новый без полного отключения системного питания и остановки остальных устройств станции.
Горячая замена не означает, что любые работы с полевыми проводами допускается выполнять под напряжением. Порядок обслуживания зависит от типа модуля, подключённой нагрузки и требований электробезопасности. Для модулей серии G перед установкой или снятием требуется отключение питания в соответствии с документацией.
ООО «КРЕВИС» является официальным представителем CREVIS в России и странах СНГ. Специалисты компании помогут подобрать совместимые модули, проверить состав станции и рассчитать питание для новой системы или модернизации установленного оборудования.