ابزار
ورود

مسیر: صفحه اصلی » محصولات » سایر تجهیزات
سه شنبه, 30 آبان 1396
پست الكترونيكي چاپ پي دي اف

رابط سنسور

 

IRT-SIM01

شکل 1: دستگاه رابط سنسور


رابط سنسور یک سیستم میکروکنترلری می‌باشد که در نیروگاه‌ها، صنایع مختلف نفت و گاز، پتروشیمی و  هم چنین برای پروژه‌های کنترلی با استفاده از نرم افزار labview... قابل استفاده است. عملکرد رابط سنسور به این شکل است که مقادیر متفاوت ولتاژهای آنالوگ حاصل از سنسورهای مختلف (دما، فشار، رطوبت، PH و ...) تعبیه شده در فیلد را دریافت کرده و با اعمال تغییرات و پردازش آن‌ها، این مقادیر را به صورت مقادیر دیجیتال به کنترلرها ارسال می‌کند.

رابط سنسور طراحی شده توسط این شرکت، دارای چهار ورودی آنالوگ می‌باشد که دو عدد آن‌ها به منبع جریان داخلی مجهز هستند. کالیبراسیون سنسورها با تعیین مقاومت‌های دستگاه و یا بصورت دیجیتالی و با ست کردن مقادیر مربوطه در حافظه دستگاه انجام می‌شود. کالیبراسیون دیجیتالی از راه دور و توسط کنترل کننده‌ی مرکزی نیز امکان پذیر است. علاوه بر ورودی‌های آنالوگ هر رابط سنسور دارای چهار ورودی دیجیتال حساس نیز می‌باشد که امکان اتصال به کلیه‌ی سنسور‌های روشن و خاموش فوتودیود و ...  دارد و همچنین می‌تواند بصورت تایمر دقیق با دقت 200 نانو ثانیه بکار رود.

 


مشخصات فنی دستگاه :

 

1. چهار ورودی آنالوگ از نوع تفاضلی کامل با ضریب تقویت دلخواه و چهار فیلتر پایین گذر قابل تعیین
2. چهار ورودی دیجیتال حساس با مقاومت بالابر داخلی و مقایسه کننده
3. مبدل آنالوگ به دیجیتال 12 بیت با سرعت تبدیل 200 هزار بار در ثانیه
4. پروسسور 16بیت فوق العاده کم مصرف
5. خروجی دیجیتال آر اس 485 (RS485) با سرعت حداکثر 250 کیلو بیت در ثانیه
6. ولتاز تغذیه 5.5 تا 12 ولت با مصرف دستگاه حداکثر 45 میلی آمپر
7. دو نمایشگر ال ای دی برای نمایش حالت دستگاه و ارتباط آن
8. اندازه 36* 68 *130 میلی متر
9. وزن 120 گرم

به منظور درک بهتر عملکرد این محصول، بلوک دیاگرام آن در شکل زیر ارائه می‌شود:

sensorBlock

شکل2. بلوک دیاگرام داخلی رابط سنسور

 

رابط سنسورِ طراحی شده در نزدیک ترین فاصله نسبت به سنسور‌ها نصب می‌شود. با ورود اطلاعات مربوط به کمیت‌های اندازه گیری شده توسط سنسورهای مختلف (Multiple-input)، این بلوک علایم ضعیف سنسور‌ها را دریافت کرده، به اندازه‌ی لازم تقویت و سپس با استفاده از فیلتر‌های مخصوص (پایین گذر ) علایم غیر ضروری را حذف می‌نماید. پس از این مرحله علایم آنالوگ به مقادیر دیجیتال تبدیل شده و پس از پردازش‌های مختلف مورد نیاز به صورت دیجیتال به کنترل کننده‌ی اصلی ارسال می‌شود. ارتباطرابط سنسور با کنترلر اصلی از نوع RS485 می‌باشد که در فواصل طولانی بین سنسور و کنترلر اصلی (تا 2 کیلومتر) سبب افزایش مصونیت سیگنال در برابر نویز می‌شود. مصرف بسیار کم دستگاه مشکلات تأمین منبع تغذیه‌ی لازم را کم کرده و افت ولتاژ ناشی از طول سیم‌های ارتباطی را کاهش می‌دهد.

 


ضرورت تولید محصول

مصرف کنندگان همواره به دنبال وسایل، تجهیزات و سیستم‌هایی با قابلیت‌های بیشتر و سطوح بالاتر اطمینان و انعطاف پذیری هستند. در سیستم‌های کنترلی نیز که بلوک دیاگرام آن در شکل ارائه شده است، بهینه سازی مسیر اتصال سنسورها به دستگاه‌ها و سیستم‌های کنترلی همیشه مورد توجه بوده است.

control system

شکل 3. بلوک دیاگرام  یک سیستم کنترلی

 

در این سیستم‌ها ده‌ها تا هزاران سنسور برای مانیتور کردن پارامترهای سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرند و کنترل پارامترهای سیستم منوط به ارسال سیگنال حاصل از این سنسورها به کنترلر می‌باشد. اما بدلیل اینکه سیگنال‌های آنالوگ حاصل از سنسورها که بیانگر اطلاعات مربوط به کمیت فیزیکی مورد نظر است، بیش از حد نویزی بوده و تحت تأثیر مسیر انتقال سیگنال به راحتی ممکن است دچار اغتشاش و افت بیشتر شوند و در نتیجه با الزامات ورودی کنترلر سازگار نباشند، همواره مدارات واسطی برای تصحیح مشخصه‌های این سیگنال (عملیاتی همچون تطبیق امپدانس، فیلتر کردن، پیش تقویت، تقویت و  ... ) و استاندارد سازی آن بین سنسور و کنترلر مورد استفاده بوده است تا سیگنال خروجی سنسور با کنترلر سازگار شده و قابل انتقال به آن شود. در روش‌های اولیه (انتقال آنالوگ) این امر نیازمند سخت افزار بیشتر (کابل کشی، جعبه تقسیم و مدارات تصحیح سیگنال و ...) و هزینه بر بوده و دارای انعطاف پذیری کمی است. لذا به منظور تسهیل امر پیاده سازی سیستم، کاهش هزینه‌ی آن و افزایش انعطاف پذیری و قابلیت اطمینانِ سیستمِ ارتباطی بین سنسور و کنترلر از روش جدیدتری استفاده می‌شود که در آن با استفاده از تکنولوژی انتقال دیجیتال، خروجی سنسورهای مختلف از طریق میکروکنترلر واحد پردازش شده و با واسط‌های دیجیتال (RS485، UART و ...) به کنترلر ارسال می‌شود. از مزایای انتقال دیجیتال می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:

 


1. عناصر دیجیتال کمتر مستعد پدیده‌ی aging (استهلاک در اثر استعمال ) و نیز تغییرات محیط پیرامونی هستند.

2. سیگنال دیجیتال دارای حساسیت بسیار کمتری نسبت به نویز است.

3. افت ولتاژ ناشی از سیم‌های ارتباطی بر ماهیت سیگنال دیجیتال مؤثر نیست.

4. سیستم دیجیتال دارای انعطاف پذیری بیشتری است و تغییر کنترلر مستلزم تغییرات سخت افزاری نیست و به کمک نرم افزار میسر است.

به این ترتیب محصولی به نام "رابط سنسور دیجیتال همه منظوره" طراحی شد که قادر است سطوح مختلف سیگنال آنالوگ حاصل از سنسورهای مختلف (دما، رطوبت، PH و ...) تعبیه شده در فیلد را با قابلیت اطمینان و انعطاف پذیری بالا و صرف هزینه‌ی کم به کنترلرها ارسال کند.