广告

如何设计与现场总线无关的智能工厂传感器

2024-04-08 14:22:08 Michael Jackson和Brian Condell 阅读:
这篇博文介绍了智能工厂传感器(温度和压力)的设计理念,无论工厂流程中使用何种类型的现场总线或工业以太网,这些传感器都能与PLC进行通信。

如果您即将开始设计智能工厂传感器,请阅读了解更多信息,从而尽可能快速高效地完成设计,使其能够为更多客户带来裨益。这篇博文介绍了智能工厂传感器(温度和压力)的设计理念,无论工厂流程中使用何种类型的现场总线或工业以太网,这些传感器都能与PLC进行通信。xpjednc

温度传感器有哪些选择?xpjednc

比较常见的温度传感器是2线、3线和4线电阻温度检测器(RTD)、热电偶以及热敏电阻,每种传感器都有相对的优点和缺点。如果时间充裕,您可以在种类繁多的信号调理和数据转换器IC中精挑细选,以构建和调试定制模拟前端(AFE)。xpjednc

有没有更快完成设计的办法?xpjednc

如果时间很紧张,那么完全集成的AFE,例如或 Σ-Δ ADC(带有集成PGA)可能是更好的选择。假设您正在为需要热电偶的应用设计传感器。在这种情况下,是一款即用型热电偶数字转换器IC,而且还能执行线性化处理和冷端补偿。如果您正在规划基于RTD的传感器,请考虑使用 RTD数字转换IC。如果您没有时间研究不同类型的传感器,只是想设计一个传感器来快速准确地提供数字温度读数,那么或数字温度传感器IC可以提供理想的“一站式”解决方案。这些器件将传感器、AFE和线性化电路集成在一个封装中,通过I2C连接到微控制器。图1展示了多种不同选择方案。xpjednc

xpjednc

图1.备选温度传感器信号链xpjednc

压力传感器有哪些选择?xpjednc

应变计和称重传感器常用于在压力传感器中产生电信号,和 AFE也可支持这些传感器。或者,如果您不希望微控制器执行线性化工作,则可以使用桥式信号调节器IC来处理线性化(图2)。xpjednc

xpjednc

图2–备选压力传感器信号链xpjednc

传感器传统上如何连接到工业网络?xpjednc

通常,传感器设计为使用单一现场总线或工业以太网协议进行通信。  然而,这种方法要求您在传感器内部包含一个网络接口IC,因此成本会显著增加,同时传感器的适用群体也被限制为使用该协议的客户。若要将传感器用于另一个网络,必须使用不同的接口IC重新设计传感器,成本高昂且费时费力。此外,诊断功能的数量和类型因网络类型而异(有些根本没有诊断功能),如果您的传感器只支持某种协议,客户在安装后要想维护传感器或排查故障可能很困难。因此,设计的传感器最好能够适应任何工业网络,这样既能降低成本,又能拓展市场。xpjednc

如何使传感器“与网络无关”?xpjednc

您可以借助IO-Link®实现此目的,这是一种三线工业通信标准,旨在将传感器和执行器与工业控制网络相连。在IO-Link应用中,收发器充当物理层接口,连接运行数据链路层协议的微控制器,同时支持数字输入和输出(高达24V)。IO-Link的优势在于可支持传输四种不同类型的信息,即过程数据、值状态、设备数据和事件。这些信息可以指示传感器故障,从而便于快速定位故障。是一款低功耗IO-Link从站收发器,采用(4mm x 4mm) 24引脚TQFN封装和(2.5mm x 2.5mm)晶圆级封装(WLP),可在-40℃至+125℃扩展温度范围内使用。xpjednc

IO-Link从站收发器如何与工业网络通信?xpjednc

IO-Link从站收发器(通过电缆)与IO-Link主站进行通信,而主站通过协议接口IC(如用于工业以太网的)连接到工业网络。是一款低功耗、双通道、IO-Link主站收发器,带有传感器/执行器电源控制器,完全符合新发布的IO-Link和二进制输入标准与测试规范,即IEC 61131-2、IEC 61131-9 SDCI和IO-Link 1.1.3。xpjednc

责编:Demi
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了