Inginerie Electrică TIAD

Structura sistemului de interfata cu procesul condus (SIP) este destinat adaptarii corespunzătoare a semnalelor purtatoare de informaţie si a comenzilor intre sistemul de conducere si procesul industrial condus.Marimile masurate sunt mărimi analogice (temperatura, debit, presiune) sau mărimi numerice (atingere de limitatoare de cursa, starea unor contacte). Aceste mărimi sunt furmizate la intrarea sistemului de interfata sub forma de semnale electrice si se pot clasifica astfel:

1. Semnale purtatoare de informaţie:

a)Semnale analogice :

- continue

- de curent (2-10mA sau 4-20mA)

- de tensiune (0-100V, +/- IOV, 0-20mV)

- discontinue - impulsuri de frecventa fixa modulate in amplitudine

b)Semnale numerice :

- indicând starea unor elemente

- indicând valoarea numerica a unei mărimi: in forma binara, in forma zecimala

- semnale cvasinumerice: nr de impulsuri pe secunda, frecventa unui tren de impulsuri.

2. Semnale de comanda - Comenzi analogice : de tip curent (2-10mA sau 4-20mA) ; de tip tensiune (+/-10V). -Comenzi numerice : cu 2 stări (pornit,oprit) sau propriu zise.

Subsistemul intrărilor analogice (SIA) transforma semnalele de masura in mărimi numerice reprezentate pe 8,10,12,16 biti. Subsistemul ieşirilor analogice (SOA) primeşte la intrare mărimi numerice pe care le transforma in semnale de tensiune sau curent prin care se comanda elementele de execuţie. Sistemul de interfata asigura o izolare galvanica intre echipamentul de conducere si rocesul industrial.

O cerinţa pe care sistemul de interfata trebuie sa o indeplineasca este viteza de lucru. Intr-o perioada de eşantionare, sistemul de conducere trebuie sa realizeze achiziţia semnalelor din proces.

Subsistemul intrărilor analogice(SIA)

SIA constituie partea sistemului de interfata ce permite obţinerea informaţiilor cantitative despre procesul condus,reprezentate intr-o forma care asigura compatibilitatea cu sistemul de calcul. In toate cazurile se iau in considerare semnale electrice,pt ca aceste semnale pot fi digitizate foarte uşor. Daca la ieşirea traductorului nu avem semnal electric (ex :hidraulic sau pneumatic) acesta va fi transformat intr- un semnal electric cu un convertot semnal neelectric - curent. Analiza performantelor SIA - se analizeaza principalele caracteristicicare determina performantele SIA si anume : rejectia erorilor de mod comun; stabilitatea cu temperatura; liniaritatea; rezoluţia; durata conversiei.

Convertoare analog-numerice cu aproximatii succesive

Metodele de conversie cu aproximatii succesive realizeaza o conversie mult mai rapida decat metodele in bucla. Pt un convertor cu n biti obtinerea rezultatului se produce dupa n pulsuri de ceas, iar timpul de conversie nu este dependent de valoarea semnalului.

Principiul de functionare se bazeaza pe tehnica cautarii binare prin injumatatire, stabilind mai intai bitul MSB in starea 1L. Daca valoarea analogica a semnalului de intrare este mai mica decat iesirea convertorului , se face bitul corespunzator 0L si se trece la urmatorul bit. Procesul continua pana cand se ajunge la ultimul bit, valoarea stocata in registrul de aproximatii succesive fiind si rezultatul conversiei.

Registrul de aproximatii succesive este un registru de conversie serie paralel, in care iesirea comparatorului este totdeauna data seriala ce va fi deplasata sincron cu ceasul.

Codul de iesire a CAN pt cazul bipolar poate fi transformat in cod complement fata de doi, prin complementarea celui mai semnificativ bit cu aproximatii succesive. Timpul de converise depinde ne nr de biti ai convertorului si de perioada ceasului.

Frecventa ceasului este limitata de viteza de raspuns a comparatorului, timpul de converie al CAN si intarzierile de propagare in circuitul digital. Trebuie respectate anumite reguli :

a) masa digitala sa fie separata de masa analogica, legatura fiind facuta intr-un punct.

b) traseele cablajului imprimat din sectiunea numerica trebuiesc dispuse la distanta de cele analogice.

c) traseul de la iesirea CAN pana la intrarea comparatorului treb sa fie cat mai scurt.

d) traseele analogice de intrare treb sa fie cat mai scurte.