AD轉換模擬信號遠程監控在實(shí)際中的應用

隨著(zhù)電子產(chǎn)業(yè)數字化程度的不斷發(fā)展，逐漸形成了以數字系統為主體的格局。A/D和D/A轉換器作為模擬和數字電路的接口，正受到日益廣泛的關(guān)注。隨著(zhù)數字技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對A/D和D/A轉換器的要求也越來(lái)越高，新型模擬/數字和數字/模擬之間的轉換技術(shù)不斷涌現。通過(guò)這些轉換人們可以運用各種控制器進(jìn)行遠程監控，如控制某個(gè)空間的溫度、濕度，控制液體的液位和流量，控制物體的位移、速度及壓力等。在實(shí)際工作環(huán)境中，各種傳感器、PLC的AO模塊或DCS系統輸出的模擬量電流或電壓信號很弱（很多是mV或mA級），而且普遍帶負載能力低。直接用來(lái)監控遠程的執行設備，往往會(huì )因為長(cháng)距離的傳輸造成信號的衰減、失真，有時(shí)還會(huì )因其它外界信號干擾而造成信號出錯，影響整個(gè)系統的正常運行。

因此，要保證監控系統的可靠性，首先需要將系統中的多種傳感器、多路PLC、DCS等輸出的模擬信號進(jìn)行隔離、放大、轉換。有些場(chǎng)合還需要通過(guò)各種通訊載體進(jìn)行遠程無(wú)失真傳輸。 ISO 4021(A/D轉換)可以將傳感器輸出的模擬信號轉換成數字信號，用RS232/485通訊將信號進(jìn)行遠程傳輸或采用GPRS、GMS進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數傳，然后用遠程模擬信號輸出模塊ISO DAO(D/A轉換)將數字信號轉換成模擬信號，用還原的模擬信號進(jìn)行遠程監測和控制。這些技術(shù)在SCADA數據采集、FCS遠程監控中得到了越來(lái)越多的應用。

一、信號A/D(模擬轉數字)轉換及遠程傳輸技術(shù)

ISO 4021信號A/D(模擬轉數字)轉換器可實(shí)現傳感器和主機之間的信號采集，用以檢測模擬信號或控制遠程設備。通過(guò)軟件的配置，可用于多種傳感器類(lèi)型，包括：模擬信號輸入，模擬信號輸出，和數字信號輸入/輸出（I/O）。廣泛用在 RS-232/485總線(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制系統，4-20mA / 0-5V信號測量、監視和控制，小信號的測量以及工業(yè)現場(chǎng)信號隔離及長(cháng)線(xiàn)傳輸等等。

ISO 4021信號A/D(模擬轉數字)轉換器包括電源隔離，信號隔離、線(xiàn)性化，A/D轉換和RS-485串行通信。每個(gè)串口最多可接256只 ISO 4021系列模塊，通訊方式采用ASCII碼通訊協(xié)議或MODBUS RTU通訊協(xié)議，其指令集兼容于A(yíng)DAM模塊，波特率可由代碼設置，能與其他廠(chǎng)家的控制模塊掛在同一RS-485總線(xiàn)上，便于計算機編程。

ISO 4021信號A/D(模擬轉數字)轉換器是基于單片機的智能監測和控制系統，所有的用戶(hù)設定的校準值，地址，波特率，數據格式，校驗和狀態(tài)等配置信息都儲存在非易失性存儲器EEPROM里。ISO 4021系列產(chǎn)品按工業(yè)標準設計、制造，信號輸入 / 輸出之間隔離，可承受3000VDC隔離電壓，抗干擾能力強，可靠性高。工作溫度范圍- 45℃～+85℃。

ISO 4021模擬轉數字 (A/D)轉換器功能簡(jiǎn)介：

ISO 4021信號A/D(模擬轉數字)轉換器框圖，如圖1所示。

圖1　　ISO 4021信號A/D(模擬轉數字)轉換器原理框圖

ISO 4021 信號隔離采集模塊，可以用來(lái)測量一路電壓或電流信號，也可以用來(lái)測量?jì)陕房梢怨驳厍也粫?huì )互相干擾的電流或電壓信號。

1、模擬信號輸入

24位采集精度，產(chǎn)品出廠(chǎng)前所有信號輸入范圍已全部校準。在使用時(shí)，用戶(hù)也可以很方便的自行編程校準。具體電流或電壓輸入量程請看產(chǎn)品選型，測量?jì)陕沸盘枙r(shí)兩路輸入選型必須相同。

2、通訊協(xié)議

通訊接口： 1路標準的RS-485通訊接口或1路標準的RS-232通訊接口，訂貨選型時(shí)注明。

通訊協(xié)議：支持兩種協(xié)議，命令集定義的字符協(xié)議和MODBUS　RTU通訊協(xié)議?？赏ㄟ^(guò)編程設定使用那種通訊協(xié)議，能實(shí)現與多種品牌的PLC、RTU或計算機監控系統進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )通訊。

數據格式：10位。1位起始位，8位數據位，1位停止位。

通訊地址（0～255）和波特率（300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400bps）均可設定；通訊網(wǎng)絡(luò )最長(cháng)距離可達1200米，通過(guò)雙絞屏蔽電纜連接。

通訊接口高抗干擾設計，±15KV ESD保護，通信響應時(shí)間小于100mS?！　?/p>

3、抗干擾

可根據需要設置校驗和。模塊內部有瞬態(tài)抑制二極管，可以有效抑制各種浪涌脈沖，保護模塊，內部的數字濾波，也可以很好的抑制來(lái)自電網(wǎng)的工頻干擾。