14. Модуль аналоговый универсальный мау-16

Модуль аналоговый универсальный МАУ-16 (в дальнейшем – модуль) предназначен для преобразования входных аналоговых сигналов напряжения и силы постоянного тока, а также сигналов термопар (ТС) и сигналов низкого уровня (ЭДС), сигналов термопреобразователей сопротивления (ТR) и резистивных датчиков в цифровой двоичный код (АЦП); двоичного кода в выходной аналоговый сигнал силы постоянного тока (ЦАП); преобразования двоичного кода в дискретный выходной сигнал (ЦДП).

Каналы модуля имеют точностные характеристики.

Модуль может работать как самостоятельно - с передачей данных персональному компьютеру, так и в составе КР–500, МК-500.

Обмен внешних устройств с модулем осуществляется по интерфейсу RS-485.

Основные технические характеристики

Исполнения модуля, количество входов, выходов приведены в таблице 2.17.

Таблица 2.17

Исполнение	Количество входов - выходов
	аналоговый		дискретные
	вход	выход	вход	выход
МАУ-16-00	16	4	-	-
МАУ-16-01	16	-	-	4

Входные сигналы:

- унифицированные аналоговые сигналы напряжения и силы постоянного тока: (0 -10) В, (0 – 5) мА, (0 -20) мА, (4 – 20) мА, при входном сопротивлении 50 кОм для сигнала напряжения постоянного тока и 5 Ом для токовых сигналов;

- сигналы низкого уровня от 0 до 100мВ, входное сопротивление Rвх ≥ 100 кОм;

- диапазоны входных сигналов и типы термопар в соответствии с ГОСТ Р 8.585-2001 «Термопары. Номинальные статические характеристики», входное сопротивление Rвх ≥ 100 кОм;

- сигналы резистивных датчиков от 0 до 365 Ом;

- диапазоны входных сигналов и типы термопреобразователей сопротивления в соответствии с ГОСТ 6651-94 «Термопреобразователи сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний».

Выходные сигналы:

- аналоговые: унифицированные сигналы силы постоянного тока: (0 – 5), (0 -20), (4 – 20) мА при нагрузке 2 кОм для диапазона (0 – 5) мА и 0,5 кОм для остальных диапазонов;

- дискретные: выходной сигнал – состояние транзисторного ключа: "0"-разомкнутое, "1"-замкнутое состояния транзисторного ключа; коммутируемое постоянное напряжение (24 ± 6) В, ток до 0,3 А.

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности преобразования входных аналоговых сигналов в цифровой код (АЦП) равны ± 0,1% - для преобразования силы и напряжения постоянного тока; сигналов TR и резистивных датчиков при диапазоне входного сигнала 20 Ом и более; сигналов ЭДС и ТС при диапазоне входного сигнала 10 мВ и более, без учета погрешности канала компенсации температуры холодных спаев (х.с.).

Пределы допускаемой дополнительной погрешности АЦП от диапазона изменения входного сигнала при изменении температуры окружающего воздуха от (20±3) ⁰C на каждые 10 ⁰С в диапазоне от минус 30 до 50 ⁰С равны пределу допускаемой приведенной основной погрешности.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности канала компенсации температуры холодных спаев термопар ТС должны быть равны в диапазоне от 0 до 50 ⁰С -  0,2 ⁰С, а в диапазоне от минус 30 до 0 ⁰С -  0,5 ⁰С.

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности преобразования цифрового кода в выходной аналоговый сигнал силы постоянного тока (ЦАП) должны быть равны  0,5 % от диапазона изменения выходного сигнала.

Модуль имеет два интерфейсных канала интерфейса RS-485, разъем для подключения ПК-302 (параллельно каналу 2). Протокол МАГИСТР или ModBUS RTU (ведомый).

Питание - напряжение постоянного тока, В 24±6

Потребляемая мощность, Вт, не более 1,7

Габаритные размеры, мм 212х125х60,3

Масса, кг, не более 0,5

Условия эксплуатации:

- температура окружающей среды

(расширенный диапазон УХЛ 3.1), ^ОС минус 30… 50

- относительная влажность во всем диапазоне температур

без конденсации влаги, % от 30 до 80

- атмосферное давление, кПа от 86 до 106,7

- вибрация, мм, (при частоте, Гц) 0,1 (от 5 до 25)

- напряженность внешних магнитных полей, А/м до 400

- окружающая среда не должна содержать агрессивных паров и газов;

- помещение – закрытое, взрывобезопасное и пожаробезопасное.

Средний срок службы 10 лет.

Устройство и подготовка к работе

Модуль представляет собой платформу, предназначенную для монтажа на DIN- рейку шириной 35 мм, с печатной платой, на которой расположены клеммные колодки для подсоединения внешних цепей, пультовой разъем ПУЛЬТ для подключения ПК-302 (гнездо IEEE-6FH/S) (рисунок 2.28). Радиоэлементы закрыты крышкой.

Датчики (входные сигналы) подключаются к клеммным колодкам Х1… Х16 в любой комбинации. Неиспользуемые входы соединяются перемычками (не поставляются). Пример - на рисунке 2.29.

Подключение термопар ТХК (L), ТХА (К), ТПП (S), ТВР (А-1, А-2, А-3), ТПП(R), ТПР(В), ТЖК(J), ТМК(Т), ТХКн(Е), ТНН(N), ТМК(М) осуществляется термоэлектродными проводами сечением от 0,5 до 2,5 мм². Общее сопротивление линий связи с термопарой, включая сопротивление самой термопары, не должно превышать 250 Ом, индуктивность — не более 1мГн, емкость — не более 0,25мкФ.

Рисунок 2.31 – Внешний вид и габаритно-установочные размеры МАУ-16

Рисунок 2.32 - Схема внешних подключений

Все термопары с неизолированными рабочими спаями (на рисунке 2.29 - ТС1, ТС2) должны находится под одним и тем же потенциалом, т.е. рабочие спаи термопар должны находиться на эквипотенциальной поверхности. При этом возможно увеличение погрешности измерения до 0,2 %.

Термопары ТС3, ТС4 - с изолированным рабочим спаем. Отрицательные выводы необходимо соединить перемычками с контактами 3 соответствующих клеммных колодок.

Подключение термопреобразователей сопротивления осуществляется по 3-х проводной схеме. Сопротивления проводов линии связи должны быть равны и не превышать 10 Ом.

Вид и диапазон входных и выходных сигналов задаются аппаратно и программно следующим образом. Снять крышку.

Для задания вида входного сигнала установить джамперы (перемычки) на штыревые соединители (расположены на плате перед колодками Х1… Х16) в соответствии с рисунком 2.30.

Настройки модуля и способы их установки произвести по Руководству по эксплуатации КГЖТ.421457.005 РЭ3 «Программное обеспечение КОНТРАСТ для контроллера КР-500. Руководство пользователя».

При выпуске из производства джамперы установлены на диапазон входного сигнала 0-5, 0(4)-20 мА.

Рисунок 2.33 – Положение джамперов при выборе входного сигнала

Аналоговые входы гальванически изолированы от остальных цепей модуля.

Длительность аналого-цифрового преобразования всех 16 входов модуля – 960мс.

Аналоговые выходы гальванически изолированы друг от друга и от остальных цепей модуля и являются пассивными. Питание выходных усилителей и нагрузки аналоговых выходных каналов осуществляется от внешних источников постоянного тока с напряжением (246) В. Каждый выход питается от отдельного (своего) источника, в противном случае нарушается гальваническая развязка между выходными каналами. Ток потребления усилителя выходного канала от внешнего источника питания не превышает 7,2 мА без учета тока в нагрузке (потребляемого нагрузкой).

Длительность цифро-аналогового преобразования (ШИМ) всех каналов модуля не более – 320мс.

Дискретные выходы гальванически разделены друг от друга и от остальных цепей.

Питание выходных дискретных каналов и нагрузки осуществляется от внешних источников постоянного тока напряжением (24±6) В.

Каждый выход питается от отдельного (своего) источника, в противном случае нарушается гальваническая развязка дисктерных выходов. Ток потребления дискретного выхода, без учета тока в нагрузке, составляет 4 мА.

Модуль может настраиваться от компьютера или с пульта контроллера ПК-302. Разъем ПУЛЬТ подключен параллельно выходу КАН.2. При работе с ПК-302 интерфейсные цепи от КАН.2 должны быть отключены. На время подключения ПК-302 гальваническая развязка КАН.2 нарушается.