التقدم في التحكم الصناعي: تحسين وحدات الإدخال الرقمية لأنظمة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة (PLC) وأنظمة التحكم الموزعة (DCS)

تعد وحدات الإدخال/الإخراج أساسية لأنظمة التحكم الصناعية، بما في ذلك PLCs (وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة)، PACs (وحدات التحكم الآلي القابلة للبرمجة)، وDCSs (أنظمة التحكم الموزعة). تلعب وحدات الإدخال الرقمية دورًا حيويًا في التقاط وتفسير الإشارات من حساسات مختلفة مثل مفاتيح القرب، مفاتيح الحد، وأزرار الضغط. عادةً ما تتعامل هذه الوحدات مع مدخلات تتراوح من 0 إلى 24 فولت، مع تحمل يصل إلى 30 فولت.

ABB 3BSE008508R1 DI810 مدخل رقمي 24 فولت 16 قناة

سلسلة الإشارة

غالبًا ما تصدر حساسات التيار المستمر إشارات ذات جهد أعلى، مما يستلزم العزل عبر العوازل الضوئية قبل التسلسل في سجل الإزاحة. بدلاً من ذلك، تقوم مسلسلات الإدخال الرقمية بتجميع المدخلات، مما يعزز كثافة القنوات ويقدم ميزات مثل حدود التيار القابلة للتعديل وأوقات إزالة الارتداد القابلة للبرمجة. تدمج بعض النماذج استشعار درجة الحرارة وتنظيم الجهد.

المعالج

منصات التطوير، أدوات البرمجيات، والدعم تسرع وقت الوصول إلى السوق. تشمل خيارات الاتصال الإيثرنت، UARTs، ومنافذ SPI، مما يسهل التكامل مع شبكات المؤسسات. وحدات PLC الاقتصادية مع وفرة من مداخل/مخارج رقمية ووظائف مدمجة مثل تشخيص الأعطال وتشغيل منخفض الطاقة شائعة. للتطبيقات المتقدمة التي تتطلب معدلات حلقة أعلى وخوارزميات تحكم معقدة، تعد وحدات MPU عالية الأداء ضرورية.

الواجهة

خيارات حافلات الحقل، التسلسلية (RS-485، DeviceNet، Profibus، CAN) والإيثرنت، تدعم احتياجات صناعية متنوعة. تساعد زيادة مدى الكابل والتشخيصات في حل المشكلات. العزل الرقمي المدمج في محولات الواجهة يحافظ على المساحة ويضمن المتانة. العوازل الضوئية أو عوازل TI تعزل رقميًا واجهات الإدخال.

وحدة التحكم الدقيقة

تُعتبر وحدات التحكم الدقيقة Hercules™ Safety، المبنية على ARM Cortex-R4F، معتمدة للاستخدام في الأنظمة التي تلتزم بمعايير السلامة IEC61508 SIL-3. تتميز هذه الوحدات بوحدات حساب النقطة العائمة المدمجة، محولات ADC بدقة 12 بت، إشارات PWM مخصصة للتحكم في المحركات، ومدخلات مشفر عبر معالج HET Timer المساعد.

الطاقة

لحماية ضد الاضطرابات والحلقات الأرضية، العزل الكهربائي ضروري بين جانب الحقل وجانب التحكم. قد تتضمن التصاميم محولات DC-DC باستخدام مكونات منفصلة أو وحدات معزولة مسبقة الصنع. تشمل الاعتبارات الكفاءة، التكامل، والضيق، مع محولات ذات نطاق إدخال واسع تحمي بفعالية ضد اضطرابات الإمداد.