Модули сбора данных

Модули ввода-вывода решают одну простую, но частую проблему: сигналов на объекте больше, чем портов у контроллера, а точки измерения разнесены далеко друг от друга. Вместо тянуть отдельный провод под каждый параметр к центральному щиту, модуль ставится рядом с датчиками и передаёт всё разом по цифровой шине.

Аналоговые и дискретные модули

Раздел делится по типу обрабатываемого сигнала и направлению передачи данных:

• модули аналогового входа — от одного-двух токовых каналов до расширенных многоканальных версий, для подключения датчиков со стандартным токовым выходом
• модули аналогового выхода — формируют токовый сигнал для управления исполнительными механизмами, регуляторами, приводами
• модули дискретного (цифрового) входа — собирают состояния от концевых выключателей, датчиков положения, сухих контактов
• модули дискретного выхода — коммутируют внешнюю нагрузку по команде из сети

Каждый модуль обеспечивает гальваническую изоляцию между входными сигналами, выходными сигналами, питанием и сетевыми цепями. Это защищает контроллер от наводок и разности потенциалов между удалёнными точками объекта — то есть проблема на одном конце линии не отражается на самом ПЛК.

Подключение и протоколы

Связь с контроллером или ПК ведётся по RS-232 или RS-485 с протоколом Modbus RTU или ASCII. Часть модулей преобразует физическую величину напрямую — сопротивление, температуру, стандартный аналоговый сигнал — в цифровые данные без промежуточного преобразователя. Дискретные модули с восемью и более каналами передают состояния сразу нескольких независимых устройств на одной линии.

Многоканальные и распределённые решения

Для объектов с большим числом точек измерения тока в одном модуле собирается сразу два десятка с лишним каналов — с изоляцией каждого канала входа и выхода отдельно друг от друга. Это ощутимо сокращает число отдельных приборов там, где токовых точек много, а места в щите мало.

Отдельный класс решений — модульные системы удалённого ввода-вывода с изолированным сигналом. Они заменяют прокладку отдельных дискретных проводов общей шиной или сетью Ethernet: контроллер обменивается данными с шасси удалённого ввода-вывода так, будто оно подключено напрямую, хотя физически находится в другой части объекта.

Конвертеры интерфейсов

Отдельная категория модулей преобразует один интерфейс в другой — например, USB в RS-485, с гальванической изоляцией обеих сторон и скоростью передачи до 115,2 кбит/с. Такой конвертер нужен, когда полевую шину приборов требуется подключить к обычному компьютеру без потери развязки.

Где применяют

• расширение числа входов и выходов существующего ПЛК без замены самого контроллера
• распределённые объекты, где точки измерения удалены друг от друга на значительное расстояние
• системы телесигнализации и телеуправления в составе АСУ ТП
• интеграция аналоговых датчиков без встроенного цифрового интерфейса в общую шину Modbus