Aktuální vydání

celé číslo

08

2021

Digitální transformace a konvergence provozních, informačních a inženýrských systémů

Výzkum, vývoj a vzdělávání v automatizaci

celé číslo

Jak správně vybrat digitální I/O kartu

číslo 8-9/2004

Jak správně vybrat digitální I/O kartu

Vyznat se v užitných vlastnostech digitálních I/O karet pro PC a vybrat správný typ pro konkrétní použití je při současné široké nabídce na trhu stále nesnadnější. V článku jsou uvedeny nejdůležitější vlastnosti, které je třeba brát v úvahu při výběru nejvhodnější I/O karty, i některé jejich záludnosti.

Úrovně napětí

Jestliže snímače a akční členy použité v systému pracují s různými úrovněmi napětí, mohou vzniknout zemní smyčky. K ochraně připojených obvodů a vlastního počítače při poruchovém stavu se doporučuje využít nějaký druh izolačního oddělení. Optická izolace skupiny kanálů chrání osm kanálů najednou. Individuální izolace každého kanálu je dražší, avšak s tou výhodou, že každý kanál má svou oddělenou zem. Obr. 1. Digitální I/O karta dále musí podporovat napětí používané na úrovni snímačů a akčních členů. Jeho obvyklé hodnoty jsou 5, 30 a 60 V DC a 240 V AC. Karta by měla být schopna pracovat s logickými úrovněmi připojených zařízení, které mohou být různé – např. 5 V, TTL, CMOS nebo 24 V. Standard IEC-61131-2, v průmyslových snímačích poměrně rozšířený, stanovuje logiku založenou na úrovni 24 V. Většina zkušeben a výzkumných ústavů využívá jako standard logiku 5 V, TTL (Transistor-Transistor Logic) či CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor).

Velikost proudu

Akční členy nebo snímače obvykle nepracují s velkými proudy. Pokud ano, lze je připojit přes relé nebo stykač. Maximální proudy digitálních linek jsou obvykle 2, 24, 150 a 300 mA, výjimečně větší. Snímače nebo akční členy mohou vyžadovat, aby výstup byl buď typu zdroj (zátěž se zapojí mezi digitální výstup a zem), nebo spotřebič (zátěž se zapojuje mezi digitální výstup a napájecí napětí).

Počet kanálů

Karta musí mít tolik kanálů, kolik vyžaduje daná měřicí nebo řídicí úloha. Čím větší počet digitálních kanálů je na jedné kartě, tím menší je celková cena systému. Cena bývá vždy jedním z nejdůležitějších faktorů při rozhodování o nákupu. Náklady na jeden kanál záležejí např. na kvalitě izolačního oddělení a rozsahu napětí. Obvyklá cena těchto zařízení na současném trhu je 100 Kč/kanál bez optické vazby, 175 Kč/kanál s optickým oddělením skupiny kanálů a 400 Kč/kanál při oddělení každého kanálu zvlášť.

Obr. 2.

Typ sběrnice a softwarová podpora

Při výběru karty je dobré ověřit, jaké karty jsou nabízeny pro určitý typ sběrnice – PCI, CompactPCI nebo PXI.

V neposlední řadě rozhoduje i existence ovladače pro nejrozšířenější vývojová prostředí – NI LabVIEW, Visual Studio .NET 2003, C a C++ (obr. 1, obr. 2).

Přídavné funkce

Firma National Instruments zcela nedávno vyvinula čtrnáct nových digitálních I/O karet, kterými opět zvedla laťku poměru ceny k výkonu na trhu zařízení pro sběr dat. Digitální karty nové řady nabízejí další přídavné funkce či vlastnosti pro zvýšení spolehlivosti systému:

  • programovatelné filtry na vstupech omezující rušení a zajišťující ochranu před zákmity kontaktů a relé (filtr ignoruje impulsy s menší než nastavenou šířkou),

  • digitální I/O hlídací obvody (watchdog) detekují několik poruchových stavů počítače, mezi nimi např. havárii operačního systému počítače nebo aplikačního programu; karta pak automaticky zareaguje nastavením výstupů na předem zadané nouzové stavy,

  • nastavitelný stav při zapnutí zajišťuje při každém zapnutí řídicího systému bezpečné spuštění čerpadel, ventilů, motorů a popř. nastavení relé,

  • detekce změny stavu pro spouštění akcí v dané úloze umožňuje odečítat stav vstupu pouze při jeho změně, což téměř nezatěžuje procesor počítače,

  • certifikáty CE, FCC a C-Tick a prohlášení o shodě s požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu.

Pavel Kmit,
National Instruments Czech Republic spol. s r. o.

National Instruments Czech Republic, spol. s r. o.
Národní třída 19/949
110 00 Praha 1
tel.: +420 224 235 774
fax: +420 224 235 749
e-mail: ni.czech@ni.com

Inzerce zpět