| WAGO750-1417萬可750-1418萬可模塊WAGO技術(shù)指標(biāo) |
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價格：236 元(人民幣) | 產(chǎn)地：德國 |
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上海勇控自動化設(shè)備有限公司
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WAGO750-1417萬可750-1418萬可模塊WAGO技術(shù)指標(biāo)
評估和設(shè)計支持 WAGO750-1417 萬可750-1418
萬可模塊的選型
CN0418參考設(shè)計板(EVAL-CN0418-ARDZ) 超低功耗Arduino尺寸開發(fā)板(EVAL-ADICUP3029) 設(shè)計和集成文件
模塊化 I/O-SYSTEM （750系列）模擬量輸入模塊
隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，一些行業(yè)當(dāng)中有的人認(rèn)為FCS 是由PLC發(fā)展而來的；另一些行業(yè)的人認(rèn)為FCS又是由DCS發(fā)展而來的。FCS與 PLC及DCS之間既有密不可分的關(guān)聯(lián)，又存在著本質(zhì)的區(qū)別。
DCS（Distributed Contorl System），集散控制系統(tǒng)，又稱分布式控制系統(tǒng)，是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種計算機控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的。
FCS（FieldBus Contorl Syestem），現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。它是用現(xiàn)場總線這一開放的、具有互操作性的網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場各個控制器和儀表及儀表設(shè)備互聯(lián)，構(gòu)成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，同時控制功能徹底下放到現(xiàn)場，降低了安裝成本和維修費用。
PLC（Program Logic Control ），WAGO750-1417萬可750-1418萬可模塊WAGO技術(shù)指標(biāo)
FCS和DCS的詳細(xì)對比
FCS是由DCS與PLC發(fā)展而來，不僅具備DCS與PLC的特點，而且跨出了革命性的一步。目前新型的DCS與新型的PLC，都有向?qū)Ψ娇繑n的趨勢。新型的DCS已有很強的順序控制功能;而新型的PLC，在處理閉環(huán)控制方面也不差，并且兩者都能組成大型網(wǎng)絡(luò)，DCS與PLC的適用范圍，已有很大的交叉。
DCS系統(tǒng)的關(guān)鍵是通信。也可以說數(shù)據(jù)總線是分散控制系統(tǒng)DCS的脊柱。由于它的任務(wù)是為系統(tǒng)所有部件之間提供通信網(wǎng)絡(luò)，因此，數(shù)據(jù)總線自身的設(shè)計就決定了總體的靈活性和安全性。數(shù)據(jù)總線的媒體可以是:一對絞線、同軸電纜或光纖電纜。通過數(shù)據(jù)總線的設(shè)計參數(shù)，基本上可以了解一個特定DCS系統(tǒng)的相對優(yōu)點與弱點。
原理圖、布局文件、物料清單、軟件 說明：ADI公司的Circuits from the Lab®參考設(shè)計由ADI公司的工程師設(shè)計構(gòu)建。每個電路的設(shè)計和構(gòu)建都嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)工程規(guī)范，電路的功能和性能都在實驗室環(huán)境中以室溫條件進(jìn)行了測試和檢驗。然而，您需自行負(fù)責(zé)測試電路，并確定對您是否適用。因而，ADI公司將不對由于任何原因、任何與Circuits from the Lab電路連接的物品所導(dǎo)致的直接、間接、特殊、偶然、必然或者懲罰性的損害負(fù)責(zé)。
電路功能與優(yōu)勢
圖1所示的電路提供了一個完整的完全隔離式高度靈活的4通道模擬輸出系統(tǒng)，適合工業(yè)級可編程邏輯控制器(PLC)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)和其他工業(yè)過程控制應(yīng)用，這些應(yīng)用要求采用±5 V或±10 V電壓和4 mA至20 mA電流輸出，且采用HART連接。
所有4通道輸出和功率輸入都具有瞬態(tài)過壓和過流事件保護功能，適合最惡劣的工業(yè)環(huán)境。
CN0418電源輸入電路包含板載濾波和保護功能，兼容12 V至36 V的直流電源電壓，包括許多PLC和DCS應(yīng)用中常見的標(biāo)準(zhǔn)24 V電源。
該模塊兼容HART，提供了一個完整的現(xiàn)場通信解決方案，簡單易用、低成本、低功耗且極其可靠。
片內(nèi)動態(tài)功率控制功能最大限度地降低封裝在電流輸出模式下的功耗，對于使用多個電路的高通道數(shù)和高密度應(yīng)用，可以幫助緩和熱管理方面的問題。
地址選擇邏輯支持最多堆疊4個電路，在單個節(jié)點上提供最多16個通道，讓4個輸出的電源之間保持隔離。板載電子可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)可以存儲校準(zhǔn)和標(biāo)識數(shù)據(jù)。
圖1.集成變壓器隔離電源解決方案的4通道多路復(fù)用HART模擬輸出電路（簡化原理圖：未顯示所有連接和解耦）
電路描述
工業(yè)控制模塊中常用幾種標(biāo)準(zhǔn)電壓和電流范圍，包括±5 V、±10 V、0 V至5 V、0 V至10 V、4 mA至20 mA，以及0 mA至20 mA。AD5755-1在全集成、低成本的單芯片解決方案中，以16位分辨率提供所有這些范圍。電壓輸出范圍還提供20%的超量程特性。每個DAC通道都有一個增益和失調(diào)寄存器，用于消除整個信號鏈的增益和失調(diào)誤差。
模塊化 I/O-SYSTEM (750系列)ECO現(xiàn)場總線適配器
750-411 2通道 數(shù)字量輸入模塊; DC 24 V; 0.2 m 750-412 2通道 數(shù)字量輸入模塊; DC 48 V; 3.0 ms 750-412/000-001 2通道 數(shù)字量輸入模塊; 3.0 ms; DC 48 V 750-414 4通道 數(shù)字量輸入模塊; DC 5 V; 高電平 750-415 4通道 數(shù)字量輸入模塊; AC/DC 24 V; 用于 TS 35 750-418 2通道 數(shù)字量輸入模塊; DC 24 V; 3.0 ms 750-419 2通道 數(shù)字量輸入模塊; DC 24 V; 3.0 ms 750-421 2通道 數(shù)字量輸入模塊; DC 24 V; 3.0 ms 750-423 4通道 數(shù)字量輸入模塊; AC/DC 24 V; 帶電源跨接觸點 750-424 干擾檢測模塊 750-425 2通道 數(shù)字量輸入模塊; NAMUR; 用于 TS 35 750-427 2通道 數(shù)字量輸入模塊; DC 110 V; 可設(shè)置為正邏輯或負(fù)邏輯 750-428 4通道 數(shù)字量輸入模塊; AC/DC 42 V; 用于2線傳感器 750-430 8通道 數(shù)字量輸入模塊; DC 24 V; 3.0 ms 750-430/025-000 8通道 數(shù)字量輸入模塊; DC 24 V; EXT 750-431 8通道 數(shù)字量輸入模塊; DC 24 V; 0.2 ms 750-432 4通道 數(shù)字量輸入模塊; DC 24 V; 3.0 ms 750-433 4通道 數(shù)字量輸入模塊; DC 24 V; 0.2 ms 750-436 8通道 數(shù)字量輸入模塊; DC 24 V; 3.0 ms 750-437 8通道 數(shù)字量輸入模塊; DC 24 V; 0.2 ms 模塊化 I/O-SYSTEM (750系列)模擬量輸出模塊 750-501 2通道 模擬量輸出模塊; DC 24 V; 0,5 A 750-502 2通道 模擬量輸出模塊; DC 24 V; 2.0 A 750-504 4通道 數(shù)字量輸出模塊; DC 24 V; 0,5 A 750-504/025-000 4通道 數(shù)字量輸出模塊; DC 24 V; EXT 750-506 2通道 模擬量輸出模塊; DC 24 V; 0.5 A / 診斷功能 750-507 2通道 模擬量輸出模塊; DC 24 V; 2.0 A / 診斷功能 750-508 2通道 模擬量輸出模塊; DC 24 V; 2.0 A / 診斷功能 750-509 2通道 模擬量輸出模塊; 0.3 A / SSR; AC/DC 230 V 750-512 2通道 繼電器輸出模塊; 繼電器 2個常開觸點; AC 230 V, DC 30 V 750-513 2通道 繼電器輸出模塊; 繼電器 2個常開觸點 / 自由電位; AC 230 V, DC 30 V 750-513/000-001 2通道 繼電器輸出模塊; 繼電器 2個常開觸點 / 自由電位; AC 230 V, DC 30 V 750-514 2通道 繼電器輸出模塊; AC 125 V, DC 30 V; 用于 TS 35 750-516 4通道 數(shù)字量輸出模塊; DC 24 V; 0.5 A / 低電平觸發(fā) 750-517 2通道 繼電器輸出模塊; AC 230 V, DC 300 V; 繼電器 2個切換觸點 / 自由電位 750-519 4通道 數(shù)字量輸出模塊; DC 5 V; 帶有短路保護 750-522 2通道 模擬量輸出模塊; AC 230 V; 0.5 A / SSR / 3 A (30 s ED) 750-523 1通道 繼電器輸出模塊; 繼電器 1個常開觸點 自由電位; AC 230 V, 16 A 750-530 8通道 數(shù)字量輸出模塊; DC 24 V; 0,5 A 電流輸出和電壓輸出通過獨立引腳提供，給定時間內(nèi)僅一個輸出類型處于有效狀態(tài)，因而允許將兩個輸出引腳連在一起并接到單個端口上。當(dāng)使能電流輸出時，電壓輸出處于三態(tài)模式；當(dāng)使能電壓輸出時，電流輸出為三態(tài)模式。模擬輸出受短路和開路保護。
AD5755-1支持內(nèi)部或外部精密電流設(shè)置電阻用于電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，如圖2所示。輸出電流值在全溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定性取決于電流設(shè)置電阻RSET值的穩(wěn)定性。作為提高輸出電流在整個溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定性的一種方法，可將一個外部15 kΩ低漂移電阻連接到AD5755-1的RSET_x引腳，以取代內(nèi)部電阻。外部電阻通過DAC控制寄存器進(jìn)行選擇。高精度測量通過兩種選項進(jìn)行評估，詳見“電路評估與測試”部分。
圖2.電壓-電流轉(zhuǎn)換電路
精密基準(zhǔn)電壓源的選擇
AD5755-1有一個片內(nèi)10 ppm/°C（最大值）基準(zhǔn)電壓源。為了提高在整個溫度范圍內(nèi)的性能，該設(shè)計采用一個ADR02基準(zhǔn)電壓源，其最大漂移為3 ppm/°C（B級，SOIC封裝）；鶞(zhǔn)輸入端的電壓用于為DAC內(nèi)核提供經(jīng)緩沖的基準(zhǔn)電壓。因此，任何基準(zhǔn)電壓誤差都會反應(yīng)到輸出端。
ADR02是一款5 V精密基準(zhǔn)電壓源，允許高達(dá)36 V的輸入電壓。ADR02的最大精度誤差為0.06%，最大溫度漂移為3 ppm/°C（B級，SOIC封裝）。該漂移在?40°C至+100°C工業(yè)溫度范圍內(nèi)會貢獻(xiàn)大約0.02%誤差。
ADR02的長期漂移為50 ppm（典型值），0.1 Hz至10 Hz額定噪聲為10 μV p-p（典型值）。
動態(tài)功率控制
AD5755-1集成基于DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器電路的動態(tài)功率控制功能，在電流輸出模式下可降低功耗。多數(shù)PLC電流輸出電路都采用一個固定電壓源，以滿足整個負(fù)載電阻值范圍內(nèi)的順從輸出電壓要求。例如，在驅(qū)動20 mA時，一個負(fù)載為750 Ω的4 mA至20 mA環(huán)路就要求順從電壓不低于15 V。但在將20 mA驅(qū)動至50 Ω負(fù)載時，則只需要1 V的順從電壓。如果在驅(qū)動50 Ω負(fù)載時，15 V的順從電壓保持不變，則會浪費20 mA × 14 V = 280 mW的功率。
AD5755-1電路通過檢測輸出電壓，調(diào)節(jié)順從電壓，不論負(fù)載電阻有多大，只允許少量的裕量電壓，由此大幅降低這種功率損失。AD5755-1最多可以將24 mA驅(qū)動至1 kΩ的負(fù)載。
DC-DC轉(zhuǎn)換器工作原理
AD5755-1內(nèi)置4個獨立的DC-DC轉(zhuǎn)換器，用于為各個通道的VBOOST_x電源電壓提供動態(tài)控制。圖3所示為AD5755-1與各通道相關(guān)的外部分立式組件。
圖3.DC-DC電路
建議在CDCDC之后放置一個10 ?、100 nF低通RC濾波器。雖然該器件會消耗少量電能，但會減少VBOOST_x電源上的紋波。
DC-DC轉(zhuǎn)換器采用一種恒頻、峰值電流模式控制方案，以將4.5 V至5.5 V的AVCC輸入升壓，從而驅(qū)動AD5755-1輸出通道。這些轉(zhuǎn)換器設(shè)計用于工作在斷續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)，占空比小于90%（典型值）。
當(dāng)通道被設(shè)置采用電流輸出范圍時，轉(zhuǎn)換器將VBOOST_x電源的值調(diào)節(jié)到7.4 V (±5%)或(IOUT_x × RLOAD + headroom)，以較高者為準(zhǔn)。在電流輸出模式下，若輸出被禁用，轉(zhuǎn)換器將把VBOOST_x電源調(diào)節(jié)至7.4 V (±5%)。在電壓輸出模式下，若輸出被禁用，轉(zhuǎn)換器將把VBOOST_x電源調(diào)節(jié)至15 V (±5%)。有關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器工作情況的詳情，請參見AD5755-1數(shù)據(jù)手冊。
數(shù)字壓擺率控制
AD5755-1的壓擺率控制特性允許用戶控制輸出值的變化速率。這個特性適用于電流和電壓輸出，支持實現(xiàn)兩種重要功能：當(dāng)輸出從低值擺動至高值時，它可以減低來自AVCC的瞬變電流，它還可以降低對HART通信的干擾。
通過禁用壓擺率控制特性，輸出值以受輸出驅(qū)動電路和所連負(fù)載限制的速率變化。通過壓擺率控制寄存器的SREN位使能壓擺率特性后，輸出以壓擺率控制寄存器可以訪問的SR_CLOCK和SR_STEP兩個參數(shù)所定義的速率，在兩個電平值之間擺動。
在以下等式中，壓擺率為步長、更新時鐘頻率和LSB大小的函數(shù)：
其中：
壓擺時間用秒表示。
輸出變化表示為A（針對IOUT_x）或V（針對VOUT_x）。
更多信息請參考AD5755-1數(shù)據(jù)手冊。
瞬態(tài)電壓保護
AD5755-1內(nèi)置ESD保護二極管，可防止器件在一般工作條件下受損。但是，工業(yè)控制環(huán)境可能會使輸入/輸出(I/O)電路遭受高得多的電壓瞬變。為了防止AD5755-1受到過高的電壓瞬變，需要把一個24 V瞬變電壓抑制器(TVS)置于IOUT_x/VOUT_x連接上，如圖4所示。
圖4.輸出瞬態(tài)電壓保護
為提供進(jìn)一步保護，IOUT_x和VOUT_x引腳與VBOOST_x和AVSS電源引腳之間連接有鉗位二極管。另外還使用一個5 kΩ限流電阻，它與+VSENSE_x輸入端串聯(lián)，用以將瞬變事件期間的電流限制在合理范圍內(nèi)。AD5700 HART調(diào)制解調(diào)器建議采用包含150 kΩ電阻的外部帶通濾波器，這樣可以將電流限制在足夠低的水平，如此便無需采用額外的保護電路，即使在最嚴(yán)苛的工業(yè)環(huán)境下也是如此。
輸入電源保護
通過一個2線或3線接口，把一個穩(wěn)壓工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電源（例如12 V或24 V直流電源）連接到EVAL-CN0418-ARDZ電路板。該電源必須采取故障和電磁干擾(EMI)保護措施，如圖5所示。
圖5.輸入電源瞬變電壓保護
VR1、VR2、VR3和VR4是金屬氧化物壓敏電阻浪涌抑制器，F(xiàn)1是1 A可復(fù)位保險絲。該電路確保參考設(shè)計系統(tǒng)能夠承受電源端口可能產(chǎn)生的干擾和瞬變。參考《模擬對話》43-04，2009年4月發(fā)布的PLC評估板簡化工業(yè)過程控制系統(tǒng)的設(shè)計，了解更多信息。
電源電路
EVAL-CN0418-ARDZ板由12 V至36 V直流供電，利用板載開關(guān)穩(wěn)壓器向平臺板提供7.5 V電源，如圖6和圖7所示。在測試設(shè)置中，EVAL-ADICUP3029板的供電電源為7.5V。然后，EVAL-ADICUP3029板為IO_VREF引腳（參考圖7）提供3.3 V調(diào)節(jié)電壓，為其余電路提供5 V電壓。
ADP2441是36 V降壓DC-DC穩(wěn)壓器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)24 V電源，具有寬輸入電壓容差。ADP2441將輸入電壓降至7.5 V（1 A）用于平臺板，并利用Arduino兼容平臺通常帶有的5 V穩(wěn)壓器為EVAL-CN0418-ARDZ其余部分提供5 V 電源。電路在24V電源端還提供了濾波和保護功能。
ADP2441的開關(guān)頻率很高，因此，即使只用小型電感，輸出電壓的紋波也非常小。電感的大小需權(quán)衡效率和瞬態(tài)響應(yīng)決定。小型電感會引起較大的電感電流紋波，能提供更出色的瞬態(tài)響應(yīng)，但會降低系統(tǒng)效率。由于ADP2441的開關(guān)頻率非常高，因此建議使用低磁芯損耗、低EMI的屏蔽鐵氧體磁芯電感。
在圖6所示電路中，外部電阻為162 kΩ時的開關(guān)頻率約為550 kHz。根據(jù)ADP2441數(shù)據(jù)手冊選擇33 μH的電感值。該電路通過螺絲端子連接到12 V至36 V的現(xiàn)場電源。EARTH端子可以連接到外部大地連接，如若未使用外部大地連接，則可連接到GND端子。功率電感、壓敏電阻、功率二極管和1.1 A保險絲為高壓瞬變事件提供額外的輸入保護。WAGO750-1417萬可750-1418萬可模塊WAGO技術(shù)指標(biāo)
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