企业信息

    浔之漫智控技术(上海)有限公司

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  • 公司认证: 营业执照已认证
  • 企业性质:私营企业
    成立时间:2017
  • 公司地址: 上海市 松江区 永丰街道 上海市松江区广富林路4855弄52号3楼
  • 姓名: 聂航
  • 认证: 手机已认证 身份证已认证 微信未绑定

    6ES7221-1BF22-0XA8参数介绍

  • 所属行业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
  • 发布日期:2024-06-03
  • 阅读量:65
  • 价格:面议
  • 产品规格:模块式
  • 产品数量:1000.00 台
  • 包装说明:全新
  • 发货地址:上海松江永丰  
  • 关键词:西门子代理商,西门子一级代理商

    6ES7221-1BF22-0XA8参数介绍详细内容

    6ES7221-1BF22-0XA8参数介绍

    设计原则 

    1) 系统具有经济性及性 

    系统我们建议用一套PLC来统一控制,这样既能节约成本,同时有利于统一管理。同时,系统的PLC我们用在海内外名气比较大的AB 公司PLC,在世界各地很多企业中都有成功的应用经验以及长期的稳定运行记录。 

    2) 系统具有易维护性及可扩展性 

    所选用产品符合标准,可采用通用的工具进行维护。本系统不仅可以满足当前的工程需求,而且可以方便的实现日后的系统扩充。以后系统需要扩充其他控制功能,仅需增加I/O模块。 

    3) 系统具有简单性 

    本系统采用AB公司功能性强、经济型的中型可编程逻辑控制器SLC 500。该逻辑控制器具有便捷的内置通讯接口,易扩展的输入输出模块,简单方便的bbbbbbs平台编程软件,用户易学易懂。 

    3 系统分析 

    1) 输送系统: 

    上下料输送系统由链条输送、上下料输送带两部份组成,在整个系统中起到一个衔接的作用,其三条输送带在自动运行时保持同步。其中链条输送带为电磁调装置,上下料输送带同为一变频器控制,通过旋转编码器反馈信号采样运算后进行同步调节。 

    4 部1.1kw电机,带冷却风扇。要求电机能够实现变频控制,并且能够反馈回PLC。在触摸屏能够实现监控,能够实现速度的调整。 

    2) 前处理: 

    前处理主要是清洁铝型材表面的污渍,并在表面形成一层铬化膜,为喷粉作好前期工作。工艺流程:装筐→脱脂→水洗→(碱蚀)→水洗→表调(中和)→水洗→铬化→水洗→热(纯)水洗→滴干→烘干→送喷涂上架其中:脱脂、碱蚀、表调、铬化剂的浓度是根据供应厂家提供的浓度配槽液。水洗槽用一般的自来水。热水洗用纯水。(碱蚀可以不用)槽体结构: 脱脂槽:主要为清洁铝型材表面污渍,以防铝材表面的油污等对静电粉末的吸附。槽体防腐采用软PVC,槽液主要成分为,温度为常温即可。槽体大小依大型材的长度及产量而定。水洗槽:清洗上个工艺槽的化学残留物质。槽体防腐采用软PVC,槽液主要成分为自来水,温度为常温即可。槽体大小依大型材的长度及产量而定。表调槽(中和):中和因在脱脂槽残留的酸性物质。槽体防腐采用软PVC,槽液主要成分为,温度为10度~60度。槽体大小依大型材的长度及产量而定。铬化槽:即化学转化,以防被吸附的静电粉末脱落,有铬化和磷化两种,这两个方法已使用多年,性能相当稳定,生产上容易操作,可根据其处理后的颜色进行辨别转化效果,其中 铝化膜显黄色,磷铬化膜显,这两种工艺的操作温度和时间范围较宽,涂层厚度一般为0.3~0.8g/M2.铬化槽的防腐采用软PVC,槽液主要成分为氟锆酸盐或氟钛酸盐,温度为25度~55度。槽体大小依大型材的长度及产量而定。热水洗槽:铬化后的处理工艺,其防腐采用全不锈钢结构,槽液成分为纯水,槽温控制为60-80度。其温度控制可通过热水炉或蒸气加热。 

    前处理系统控制包括2.2kw电机5台,11kw电机5台,4kw电机1台。 

    其中电机要分开控制,能够实现每台电机的单控制,即每台电机都有单的开,停按钮来控制。但为了提率,在开机是也能够一次把电机全部开启。 

    3) 水分烘干炉: 

    对铬后的铬化膜进行烘干,使表面不残留水分,如果工件表面留有水分进入喷粉工序,则涂层会产生气泡缺陷。烘干温度不宜过高否则将使转化的膜过多失去结晶水而发生转型,导致膜疏松而使涂层附着力下降。烘干炉的加热可依据不同客户需用使用燃气燃烧机或柴油燃烧机。通过温度控制系统对其进行温度控制,可设定目标温度。炉体采用不锈钢结构。 

    烘干炉控制系统包括3kw风机5台;燃烧1把;温度2点。 

    4) 大粉房: 

    喷粉系统喷粉系统为整条生产线的部分:主要由两台上下止点可调、速度可调的往复机以及喷粉系统组成。往复机:其高度由客户所喷的大型材长度有关,喷按装在往复机的移动平台上,移动平台按直线导轨作上下往复运动。其上下止点调整由编码器反馈给PLC计算脉冲定位,调节精度为1mm,其上下止点位置可通过触摸屏或上位机设定。其运行速度由电位器调节输入至变频器,速度调整范围0HZ~50HZ(0m/s~8m/s),具体依客户所需的喷粉厚度现场实际调节。 

    粉房控制系统包括2.2kw电机1台,要求变频控制,能实现速度的灵活调整,能够在触摸屏设定速度,显示速度,显示反馈;0.37kw电机2台;45kw电机,变频启动;16个脉冲阀,每10秒钟吸合2个阀,吸合0.5秒,关闭2秒;两个气阀 气阀1开2秒,关1秒;气阀2开2秒,关1秒,如此循环。 

    5) 固化炉: 

    固化炉为后期处理,由两台燃烧机进行炉内温度加热,通过对四个温控点的采样来控制炉内温度,温控器均可与PLC通讯,温度设定在温控器上均可设定。在设定的温度下将喷好的材料进行固化、流平。 

    固化炉包括1.1kw电机5台;3kw电机5台;2.2kw电机1台;燃烧2把:分两段温度控制;温度检测三点。 

    其中每个电机能够单控制,也能够在启动时一次启动全部电机,以提率。每个燃烧分两段火焰控制,大火和小火,在温度某一数值1,大火关闭;当温度数值2(数值1《数值2)时,小火关闭。但温度小于数值2时大于数值1时,小火自动打开。当数值小于数值1时,大火自动打开。 

    4 电气系统主要配置 

    i. PLC选型 

    从度以及性、稳定性上,我们选用美国罗克韦尔公司SLC系列PLC作为主要控制设备。SLC具有如下特点: 

    A. 功能强大:完成任务多 

    B. 配置灵活:需要费用省 

    SLC有多款不同容量和内置通讯接口的处理器可选。提供大容量多可达64K字(128K字节)的数据/程序内存,精心设计的控制内核保证了同样功能程序对内存的占用率只有其它竞争产品的50%不到;SLC的模块化I/O系统提供了包括开关量、模拟量和模块在内的60多种I/O模块。 

    C. 稳定:无论是单机应用,还是分布式控制,在单一平台上,SLC就能实现高速离散控制和过程控制;功能的诊断功能让使用过程中的故障排查变得简单。 

    D. 贯通全厂直至信息层的通讯功能-----内置不同通讯接口的SLC系列处理器,提供多种控制器联网方式供用选择,以构成不同要求的工业监控网络。 

    E . 应用广泛的多种现场总线集成:SLC提供了与各类“智能”设备的现场总线接口,这类设备包括各种传感器、按钮、马达启动器、现场操作员站和传动设备等等,信息全部无缝通讯。

     
    图2 SLC 500

    ii. 变频器选型 

    本系统选用了罗克韦尔的PowerFlex4系列和PowerFlex400系列变频器。这两款系列变频器专门针对风机和水泵的应用,为满足OEM和终用户对于灵活性、节省空间和使用方便的要求而设计。 

    特点: 

    1 集成的PID控制器可自动调整输出频率,调节过程变量 
    2 三个可编程的跳变频率段防止了变频器在共振频率中连续运行,避免机械损坏 
    3 可选的风扇/泵类曲线针对离心风扇和泵类负载提供降电压模式 
    4 特的休眠功能在系统需求降低到预先设定标准时,自动关闭机器;当系统需求增加时,自动启动机器 
    5 针对某些无人看管运行环境,系统断电后恢复时,变频器将自动重起运行 
    6 Freeze/Fire和Purge等特定输入,可直接连接到消防紧急系统 
    7 集成到变频器中的RS485通讯 
    8 成套变频器满足UL标准,增强了安装灵活性,允许变频器直接安装在开关柜中 
    9 成套变频器断路器和接触器旁路设备只需简单的装配就可以通过组合操作员面板、控制器、通讯和预先装配的功率选件进行起动 
    10 成套变频器旁路接触器提供三对接触器结点,当变频器处于旁路模式时,可以测试变频器的功能和隔离变频器 

    iii. PLC电控柜 

    PLC电控柜是自动控制系统的部分,所有的逻辑控制功能及状态监控都在此进行实现。柜内元器件包括PLC、空气开关、直流电源、接线端子等。 

    电控柜体采用国产柜体,防护等级达到IP55,防锈。 

    柜内所有元件采用导轨安装。空气开关、接线端子采用国产产品,24VDC电源采用闽台明伟牌电源,24VDC继电器采用日本欧姆龙产品。 

    柜内走线全部走于线槽内,220V电源线与控制线走于不同的线槽内。电源线采用2..5平方电缆,火线、零线、地线按照国家规定采用不同颜色。柜内控制线采用1平方电缆,直流控制电缆为蓝色,交流控制电缆为红色。电控柜与外界线管用工业软管及锁紧。 

    总结 

    目前该立式铝型材喷涂系统控制系统运行良好,在华南地区很多铝型材厂都有应用,为客户创造了很好效益。



    本文介绍了永宏 PLC 在灌装机上的应用,灌装机主要是包装机中的一小类产品,从对物料的包装角度可分为液体灌装机,膏体灌装机,粉剂灌装机,颗粒灌装机;从生产的自动化程度来讲分为半自动灌装机和全自动灌装生产线.;永宏 PLC 通过的硬件高数计数功能,配合便捷的浮点数运算,编程其便利;轻易、便捷的达成了系统的控制要求。永宏 PLC 的便利、稳定、的性能深的客户的信赖。 
    关键词:灌装机;FBs 系列 PLC;硬件高速计数 

    一 项目简介 

    1.1行业介绍 

    灌装机主要是包装机中的一小类产品,从对物料的包装角度可分为液体灌装机,膏体灌装机,粉剂灌装机,颗粒灌装机;从生产的自动化程度来讲分为半自动灌装机和全自动灌装生产线.近来随着食品的QS 认证,食用油的厂家已经开始注重产品质量和包装,所以油类灌装机在灌装机中地位凸现.

     
    图 1-1 全自动油类灌装机

    1.2 客户需求 

    客户希望通过改造设备,提高设备的自动化程度,通过PLC控制去除以前单纯继电器控制的缺点,以保证设备加持久,并且可通过文本设定灌装容量。由于设备销售市场广阔,客户要求 PLC 有较好的度和较高的稳定性,提升产品档次并能保证设备的长久正常运行,降低后期维护费用。 

    1.3 解决方案 

    半自动油类灌装机控制工艺较简单,以顺序控制为主。案例中选用永宏 FBs-MA系列经济型主机作为控制单元。针对不同设备机型,分别选用相对应的主机。人机界面选用永宏FD101文本 进行控制。 

    1.4 方案背景 

    永宏 MA 系列经济型主机有 10 点至 60 点不等的机型,主机多配置 8 点 20KHz 高速计数、8 点 20KHz 高速脉冲输出,可拓展 2 个通讯口,通讯速率达 921.6Kbps。PLC 的程序执行速率为 0.33uS,程序容量高达 20K Words,顺序指令 36 个,应用指令 326 个(126 种) 

    二 控制系统设计 

    2.1 硬件配置 

    设备的控制采用永宏 FB0MA 主机一台,该主机配置 6 点输入、4 点输出。主机自带一个 RS232 通讯口,除作为编程口之外还可以作为人机或其他设备的从站使用。人机界面采用了 FD101 文本 一台。

     
    图 2-1 硬件配置图

    2.2 控制工艺流程设计 

    此灌装机为半自动设备,每次启动执行完一个循环后,需要人工调整桶位置后重新启动;下面主要详细介绍一下其工艺流程为:按启动按钮后,抽油泵启动、两个流量阀打开、流量计开始记录流过的流量、某一个流量计达到设定值时此流量阀关闭、当另外一个达到设定值时阀关闭抽油泵停止、传送带开始运行;到此完成一个工作循环。 

    以下是控制工艺流程图。

     
    图 2-2 半自动油类灌装机工艺流程图

    2.3 软件设计 

    2.3.1 PLC 程序的编写 

    从设备的工艺流程上,我们可以看出该设备的控制属典型的顺序流程控制。永宏 PLC 编程指令过300种以上,并采用人性化,可读性的多输入/多输出指令格式,一个指令即可达到大部分它牌 PLC数个指令才能做到的功能,使程序大为精简,同时运算结果可直接由内部或外部输出。在设计、操作、维护上都相当便捷容易。 

    如下图 2-3 所示为部分程序流程控制,控制主要是应用了永宏PLC的两路硬件高速计数功能,通过两路流量计分别控制各加注口的开闭,通过专门的硬件高速计数指令以及I/O设置,轻松的实现了准确计量的的目的,并且降低了编程难度,提高了程序的便利性和易读性。

     
    图 2-3 永宏 PLC 梯形图

    2.3.2 人机界面的编辑 

    半自动灌装机文本画面制作。

     
    图 2-4 流量当前显示 图 2-5 参数设定画面

    三 设备调试 

    该设备的控制工艺较清晰,工作仅一个循环过程。设备的调试也是按照顺序控制一步步调试的。测试了水泵控制和流量控制阀,后通过面板显示测试了流量计的计量功能;调试基本完成了设备的预期功能。以下图3-1为整体设备调试图,图3-2为主要的控制部件图。

     
    图3-1 设备调试图图3-2 椭圆齿轮流量计

    四 总结 

    4.1 实施效果 

    经过现场调试,我们的控制系统满足客户对设备的功能要求,而且通过简易人机界面设置、应用参数设定显示等的内容,使设备的自动化、人性化程度高。该案例的实施,得到了客户对永宏 PLC 产品的认可,永宏产品的稳定、、优越的性能也在此案例中得到了很好的验证。

     
    图4-1 半自动油类灌装机

    4.2 应用体会 

    永宏FBs系列主机性能、稳定、操作简便的特点在此案例中得到深刻的体会。FBs系列PLC以永宏自行研发的SOC为,整合处理器(CPU)、硬件逻辑处理器(HLS)、高速通讯口、高速计数器/高速计时器,NC定位等为一体,速度快,稳定性强。WinProladder编程软件人性化的编辑、监视、除错功能,容易被使用者所接受,提高了项目开发的效率



    PLC自20世纪70年代后期进入中国后,已然经过了三十多年的长足发展。不知正在阅读文章的各位,是否还记得您参与设计的款PLC电路?现如今,PLC及DCS仍然在工控领域发挥着重大作用,并且正在朝着模块小、速度快、通道密度高的方向发展。 

    以PLC机架插槽的典型I/O卡为例,目前常见的8通道模块尺寸一般为90mm×70mm×23.5mm,但在市场需求驱动下,名片大小的产品已经问世。通道密度或数量的增加不仅能提升模块功能,而且可以增加产品价格竞争力,自然大受欢迎。但是,如何降低模块尺寸?如何在满足上述需求的同时解决由此产生的自热问题?如何进行低功耗设计?这些,也都是PLC系统设计时面对的实际问题。 

    ADI过程控制系列之《工业现场环路供电仪器仪表的四大关键设计环节》一文,已就现场仪器仪表/变送器的设计需求和挑战进行了深入分析,作为该篇文章的姊妹篇,本文将着重关注PLC/DCS系统中的模拟输入输出部分的发展趋势。这里会将输入和输出模块区分开来,就其不同的系统要求进行分别探讨,并着重介绍ADI能够支持这些要求的新优势产品和解决方案。 

    多通道全集成模拟输出解决方案 

    模拟输出讲究的是集成、能效和性能。,模块尺寸要小。目前,设计人员早已通过在产品设计中选用0402封装电阻电容以及LFCSP封装IC,达到减少电路板尺寸的目的。与此同时,每个模块的功耗也由曾经的5W-10W,发展到了如今的3W-5W,未来势必降至低。在这方面,一些设计人员通过牺牲设计规格来满足功耗预算,此法虽然能达到降低功耗的目的,但势必也会导致产品竞争力下降,因此并不。 

    其次,通道密度要增加,由原来的4通道、8通道增加至现在的12甚至16通道。众所周知,空间不变而通道密度增加,会显著提升模块的环境温度,在某些情况下,高达100摄氏度的系统环境温度并不,而这本身却会对IC结温造成挑战。而且,通道密度的增加还意味着元件数量以及功耗的增加,这也从另一方面要求设计人员在选择元件时,要尺寸小、静态电流低而且效。 

    三,速度,即建立时间要提高,从而实现工厂自动化。目前,模拟输出通道建立的时间已经降低至20μs,但依然在向率发展。 

    四,工艺要求也要提高,系统要引入完整性等级(SIL)来提高诊断性以及稳定性。 

    ADI多年来深耕工业控制领域,其提供的模拟输出解决方案从初的“四通道DAC+外部增益放大器”式全分立方案,发展到“四通道DAC+四个外部驱动器”式半集成方案,再到后来的单通道全集成式解决方案,以及新的多通道全集成式解决方案,其中涉及AD566x、AD5750、AD5422等多款工程师耳熟能详的芯片产品。

     
    图1:工业输出的发展历程

    图1所示为ADI工业输出产品的发展历程。以现在的眼光来看,早期的分立设计方案毫无疑问存在很多缺陷:器件数量过多造成系统复杂、电路板尺寸过大以及成本过高;多个器件导致误差度随着不同性系数变化,从而造成总误差难以计算;无法提供短路监测/保护或任何故障诊断;不包括许多工业控制模块中所的电压输出等。 

    正因如此,集成式解决方案毫无疑问胜一筹。例如AD5422/AD5412单通道16位/12位4mA~20mA和电压输出DAC,就是一款易于部署的解决方案,其紧凑型的封装中集成多种功能,提供集成的可编程电流源和可编程电压输出,Iout范围为0/4mA~20 mA以及0 mA~24 mA;Vout范围为0 V~5 V、0 V~10 V、±5 V、±10 V和10%量程,可以有效简化工厂过程控制和工业系统设计。 

    AD5755则是一款四通道16位4 mA~20 mA和电压输出DAC,除了将AD5422的单通道增加到四通道外,该产品还增加了动态功率控制功能,这也是业内具备动态功率控制功能的数据转换器。新功能不但有利于节能,而且还可以增强过程控制I/O系统的工作稳定性。

     
    图2:(左)系统输出的常见架构图 ,(右)带动态功率控制的系统输出

    图2(左)为系统输出常见的架构。设通道配置为4mA~20mA通信,DAC需要驱动一个执行器负载,所以执行器的端接电阻决定环路所需的大电源电压。如今的系统能够驱动达(有时甚至过)1 kΩ的负载,这是很常见的要求。对于这一负载阻抗和20 mA 的满量程电流,电源需要提供至少20V电压。如果考虑到DAC的电源裕量,电源可能升至24V。再考虑到输出级的功率调节,输出级电压较好的估计值为28V。 

    短路有可能是真实存在的条件,这主要是由于ADC模块可通过低至20欧的电阻值端接,以便检测。因此这样一来,8通道模块仅模拟部分的功耗就可能4W,再加上DC-DC级的功耗,如果以80%的效率来计算的话,仅模拟部分的功耗就将大于6W。这种情况下,自热效应和功耗预算的提高开始成为问题。模块内的温度升高可能导致系统误差增大,各个器件的漂移特性需要纳入系统整体的误差预算中加以考虑。 

    一种有助于解决此问题的方法是从5V电源入手,在内部使用开关电源,根据输出负载情况智能且自动地对MOS管上端的电压进行调节,这就是ADI专有的动态功率控制解决方案。该方案可以输出负载,然后在负载变化或编程电流变化时,根据需要动态地升高输出顺从电压,如图2(右)所示,只需在片内集成DC-DC升压转换器即可。 

    采用5V标称电源运行DC-DC转换器时,输出端的调节电压约为7V,而电源电压可过30V,具体取决于需求。注意,这种情况下,需要再次考虑零负载条件,这是电流输出的一种有效条件。图2(右)的实际结果表明,在部署动态功率控制时,每加入一个DC-DC可让每个通道的立功耗降至。在8个通道发生短路的情况,DC-DC将输出调节为7.5 V,从而限制了片内功耗和模块功耗。设DC-DC隔离级效率仍为80%,使用动态功率控制的8通道模块总功耗则降至3W。 

    图3很清楚地表明了DC-DC控制启用前和启用后片内温度的对比。其中粉色为不启用DC-DC控制的情形,温升过200度;蓝色为启用后的情形,温升只有五六十度。事实证明,通过使用动态功率控制功能,设计人员不仅可以确保器件自我保护,而且可以将模块内的功耗降至较低水平。

     
    图3:其中DC-DC调节功能后,片内芯片温度大幅降低

    那么,加入片内DC-DC将会产生多少纹波?特别是考虑到后置调节阶段不使用LDO时,这样做对系统性能有何影响?事实上,AD5755电路设计时用到了DC-DC抑制元件,出于完整性考虑,还添加了可选低通RC滤波器,充当一阶抗混叠滤波器。实验证明,纹波幅度与建立时间和输出电容之间存在权衡关系。因此,系统设计人员在使用该产品时,确定系统可以容许的纹波大小情况。 

    模拟输入的关键:佳稳定性和高速ADC 

    与模拟输出相比,模拟输入发展为强调系统的稳定性以及高速、的ADC内核,其中稳定性包括过压保护和佳的50 Hz/60 Hz抑制等。 

    在PLC/DCS模拟输入端,我们通常需要调理和转换两类电压,一类是输入范围包含±10V 的双性电压,一类是0-10V的单性电压。在将这些信号送入ADC进行转换前,我们需要至少在信号输入和ADC输入间放置一个运算放大器作为缓冲器。考虑到系统所追求的电压稳定性和性指标,ADI具有过压保护功能的微功耗RRIO(轨到轨输入/输出)运算放大器ADA4096-x非常适合此类应用。 

    ADA4096-x的特点可以浓缩为几个关键词:32V、RRIO、精密、μPower以及过压保护(OVP)。其内部输入过压保护,多可以出供电轨±32V,放大器都不会损坏。此特性对存在电源时序控制问题的应用特别重要,该问题可导致信号源在放大器上电之前加入。 

    放大器过压保护有不同的方案,其中为简单的就是内置静态放电(ESD)保护,很多基本的二管保护电路都采用此方法,但是强壮型较差。此外,差分二管以及外部二管保护,由于成本较低也被广泛使用,但存在本身的漏电流和寄生电容对放大器产生影响等问题。

    表1:各种内部和外部OVP解决方案对比 

    从表1中ADI OVP解决方案的电路图中可以看出,ADA4092-x有两个不同的ESD电路,用于增强其过压保护功能。其中一个电路是一个5kΩ的串联电阻,连接至内部输入端和从内部输入端到供电轨的二管(D1和D2;D5和D6)。另一个保护电路为连接至供电轨的两个DIAC(D3和D4;D7和D8),DIAC可以看作是带传递特性的双向齐纳二管。对于差条件设计分析,可考虑两种情况:从内部运算放大器输入端到供电轨,ADA4092-x采用正常的ESD结构;从外部输入端到供电轨,则采用42 V DIAC。 

    除上述集成式OVP解决方案外,ADA4096-x还具有轨到轨输入/输出摆幅的特性。此外,该产品功耗很低,每个运算放大器的典型值只有60μA,只要保证在其电压工作范围3V至30V之间,这也使得它非常适合于电池供电或监控电池供电情况。其单位增益带宽为800kHz(Vsy = ±15V时的典型值),会随着电压下降而有所降低。低失调电压的典型值也只有35μV。与同类产品相比,ADA4096-x具有竞争产品的2倍带宽、1/2 Vos、1/3TcVos及1/2Vn。该器件提供业内水平的过压保护,可以在要求严苛的工业与仪器仪表应用中稳定工作。

     
    图4:连接到SDP板的bbbb-CN0241-SDPZ评估板

    图4为ADI公司针对ADA4096-x输入过压保护的电流检测实验。 

    具有灵活滤波器选项的24位Σ-Δ型ADC 

    在工业应用中,当测量来自热电偶、应变计以及桥式压力传感器的低电平信号时,通常需要差分输入信号,以抑制来自电机、交流电力线,或其他的噪声源(这些噪声源将噪声引入模数转换器的模拟输入端)的共模干扰信号。 

    对于输入模块而言,Σ-Δ型ADC是的选择,因为它们能提供及分辨率。此外,其内置的可编程增益放大器(PFG)可以测量小的输入信号。AD7176-2是ADI今年新发布的24位Σ-Δ型ADC,在其内部滤波器设计方面,采用了新的方法和思路。

     
    图5:AD7176数字滤波器功能框图

    如图5所示,AD7176-2有三个灵活的滤波器选项,支持对噪声、建立时间和抑制性能进行优化。新的Sinc5+Sinc1滤波器部分,主要用于快速切换多路复用应用,可实现建立时间快的通道切换,使通道扫描速率达到大。Sinc5模块输出固定在250kSPS的大速率,Sinc1模块的输出数据速率可变,从而控制终ADC输出数据速率。 

    Sinc3滤波器在较低速率时可实现单通道噪声性能,因此适合单通道应用,可以使单通道、低速应用的分辨率达到。 

    增强型50 Hz和60 Hz抑制滤波器,旨在提供50 Hz和60 Hz同时抑制,并且允许以牺牲通道开关速率的代价换取抑制性能。这些滤波器是市面上快的50 Hz/60 Hz抑制产品,可以27.27SPS的速率工作,或者可以抑制90 dB的50 Hz ± 1 Hz和60 Hz ± 1 Hz干扰。这些滤波器是通过对Sinc5 + Sinc1滤波器输出进行后滤波实现的。因此,使用增强型滤波器时,选择Sinc5 + Sinc1滤波器。 

    AD7176-2的可编程功能通过SPI串行接口执行,具有校验和模式,可用来提高接口的鲁棒性。CRC校验和在读写操作下都可工作,除了能够有效防止SPI通信错误外,还可以在内部对ADC配置进行校验,从而增强其稳定性。 

    这里值得一提的是:AD7176-2集成交叉点多路复用器,可以通过选择不同输入引脚来配置伪差分或全差分输入对,从而将任何模拟输入组合作为要转换的输入信号,并将其路由至调制器正或负输入。这样一来,AD7176-2就可以实现通道间的差分,从而大大提高其灵活性,这也是AD717x系列较早前的AD719x和AD779x产品的一个地方。 

    除此之外,AD7176-2还包括很多其他的优势:可以灵活设置输出速率,速率可高达250KSPS;在速率下,拥有17.2位的无噪声分辨率;大通道扫描数据速率为50kSPS,建立时间为20μs,而且在此扫描速率下,仍可以得到17位无噪声分辨率;INL仅为全量程的2.5ppm;内部集成2.5V基准和振荡器,减少了外部元件数;系统失调和增益误差,可针对各个通道进行校正,这种各通道可配置能力,适用于每一通道所用的滤波器类型和输出数据速率。 

    ADI采用AD7176-2设计了一款实验室电路——CN0310,用于工业级信号的24位、250kSPSΣ-Δ ADC系统,为工业级信号提供了快速、的转换,具体的设计资源,可以在ADI的官网上(详情参考://www./cn0310)。AD7176-2同时还提供了评估板套件,用户只需通过PC上的评估板软件,即可直接控制AD7176-2,评估板需要与SDP系统验证平台联合使用。

     
    图6:CN0310——用于工业信号电平的精密24位、250 kSPS,单电源∑-△型ADC系统

    除上述介绍的产品和解决方案外,ADI针对PLC/DCS应用新推出了一些产品参考设计,其中包括适用于电压、电流、温度(热电偶+RTD)输入的隔离式单通道通用模拟输入模块CN0325,以及支持HART且适合通道间隔离系统的单通道模拟输出演示板CN0321。两款演示板均以面世,用户可通过www./DC13-hardware查询具体价格信息



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