PLC/DCS 拓扑

支持多个连接拓扑。在单节点(PLC,或单节点 DCS)系统中,主机可利用 micro-USB 电缆,直接连接至 EVAL-ADICUP3029 平台板的 USB 串行端口,非常适合要求主机和节点之间距离小于 2 米的实验室测试和测量应用。

在这个点对点拓扑中,电路板四个一组的模拟输入和输出仍然与主机保持隔离。虽然一般来说与实验室设备不相关,但 Modbus 协议提供一种方便、标准的与节点通信的方法。HART 连接支持对智能传感器和驱动器实施配置。

主机和节点之间的距离增大到 2 米以上时,信号完整度、噪音拾取和电气故障会成为更严重的隐患。在这些情况下,EVAL-CN0416-ARDZ 为主机提供可靠的 RS-485 连接。在单节点、点对点系统中,支持在 1 km 以上距离中进行全双工或半双工通信,具体由波特率决定。

对于多节点系统(称为 DCS 更加合适),EVAL-CN0416- ARDZ 提供菊花链端口,支持可切换的半 / 全双工操作和可切换的端电极,因此系统可以集成 2 到 16 个节点。

因为 Modbus 被用作串行通信协议,以通过串行链路,在器件之间发送信息,因此无论规模大小,都可以实现简单、可靠且耐用的系统。PLC/DCS 应用的硬件协议栈包含三个不同的参考设计。

模拟输入板

图 3 所示的 CN-0414 用于测量 4 个全差分信号,或者测量 8 个单端电压和 4 个电流信号。该电路的核心是 AD4111 低功耗、低噪声 24 位Σ-Δ模数转换器(ADC),集成了±10 V 和 20 mA 模拟前端。

其电压输入支持最高±10 V 的输入范围。AD4111 具有独特的特性,支持在±10 V 电压输入上进行开路检测,同时采用 5 V 或 3.3 V 单电源供电,而之前的解决方案一般都需要大于±10 V 的电源。

电流输入支持 0 mA 至 24 mA 输入范围。电路的输入阻抗为 250 Ω(AD4111 内部为 60 Ω),所有输入都以绝缘接地为基准。电流输入上需要 250 Ω输入电阻,以使符合 HART 要求的 AD5700-1 调制解调器可与 AD4111 配合使用。

电路的模拟前端 AD4111 和 AD5700-1 通过 ADuM5411 和 ADuM3151 与处理侧隔离,相比基于分立式变压器的解决方案,能够节省大量空间。

CN-0414 板由 9.5 V 至 36 V 直流电源供电,这在工业自动化系统中非常典型,因此能够轻松集成到您的系统之中。

基于Modbus主机管控的PLC和DCS系统设计

图 3. 模拟输入板

模拟输出板

图 4 所示的 CN-0418 是一款 4 通道电压和电流输出板,以具备动态功率控制功能的 AD5755-1 DAC 为基础构建。

此电路提供 4 mA 至 20 mA 电流输出,以及单极性或双极性电压输出(±10 V)。此板还配有 AD5700-1 HART 调制解调器,提供完整的支持 HART 连接的模拟输出解决方案。 同时还包括外部瞬变保护电路,这对恶劣工业环境中的应用极其重要。