Ещё раз о входах и выходах контроллера

Моя статья про входы и выходы ПЛК — одна из самых читаемых на блоге! Надеюсь, она много кому помогла разобраться с этой темой, базовой для всех систем умный дом и для автоматики вообще.

Кстати, я недавно просматривал объявления о продаже мониторов, не менее, чем в трети объявлений фигурирует выражение «Выход HDMI». А ведь у монитора это не выход, это вход!

Входы и выходы, дискретные и аналоговые — это основное понятие для различных модулей систем управления в разных системах, включая все контроллеры всех производителей. У контроллера может быть какое-то количество входов и выходов разного типа, все модули расширения характеризуются количеством и типом входов и выходов.

Входы — это порты подключения датчиков. Это подача информации на контроллер. Датчик движения подаёт информацию на контроллер. Выключатель подаёт информацию на контроллер. Датчик температуры тоже. А контроллер на них ничего не подаёт, разве что питание, но оно не в счёт в данном случае. В общем, количество входов означает количество устройств, которые могут подавать информацию на контроллер. Если датчик температуры также сообщает о влажности воздуха, то это два входа. А вот если смотреть со стороны датчика — то это выход. Датчик выдаёт информацию, а контроллер принимает.

В некоторых датчиках газа есть два выхода — предтревога и тревога, с разными порогами количества газа в воздухе. Мы их заводим на входы контроллера, два входа.

Вход характеризуется напряжением, которое на него можно подавать. Если это дискретный (он же бинарный) вход, то он воспринимает подаваемые на него сигналы как логический ноль или логическую единицу. Логический ноль — значит, нет сигнала. Единица — есть сигнал. На выключатель можно либо нажать, либо не нажать. Нажали — вход контроллера должен получить логическую единицу. Не нажали — он должен получить ноль.

У EasyHomePLC напряжение логического ноля от 0 до 5 вольт. А логической единицы — от 7 до 60 вольт. То есть, подали на него 3 вольта — он не реагирует. Подали 6 вольт — тоже не реагирует, но лучше такое напряжение не подавать, так как входные элементы могут случайно воспринять его как единицу. А вот подали 12 или 24 или 48 вольт — контроллер знает, что что-то произошло, кнопка выключателя нажата или датчик сработал. При этом не важно, сколько именно вольт, 12 или 24 или 48 или 60. Подали больше 60 вольт — через какое-то время вход сгорит.

Аналоговый вход видит не только 0 или 1, а промежуточные значения. Например, аналоговые входы EasyHomePLC или Beckhoff KL1408 воспринимают сигнал от 0 до 10 вольт. Причем с дискретизацией 12 бит, то есть, 4096 значений напряжения от 0 до 10 вольт может быть воспринято. Подали на 2,5 милливольта больше — вход уже это увидел. Если на вход поступает информация с датчика температуры с интервалом измерения от 0 до +50 градусов, то эти 2,5 милливольта соответствуют 0,0122 градуса примерно. Если подадим на аналоговый вход 12 вольт — то он будет видеть 10 вольт, то есть, +50 градусов. Аналогично при 24 вольтах. А при 60 вольтах и больше — сгорит (это на EasyHomePLC).

Выходы — это когда контроллер сам чем-то управляет. Для управления лампочкой (или группой лампочек, работающих одновременно) нужен один выход. Для управления вытяжкой санузла тоже. Или розеткой. Для управления шторой любого типа нужно два выхода: на открывание и на закрывание. Открывание калитки — один выход. Управление воротами — либо один, либо два, в зависимости от того, будут ворота закрываться сами через какое-то время или на них нужно подать сигнал для закрывания.

Дискретный (или бинарный) выход — это, как правило, реле. Реле умеет подавать напряжение на что-либо. Или не подавать. У реле есть характеристики: максимальное напряжение и максимальный ток. В EasyHomePLC встроены мощные реле, которые могут подавать до 16 ампер 250 вольт. В модуль расширения выходов Овен встроены не очень мощные реле, они выдают до 3 ампер 250 вольт. Надо обязательно следить за тем, чтобы не подать через реле на нагрузку больше ампер, чем оно выдерживает, иначе реле просто сгорит. Надо обязательно защищать линии автоматом соответствующего номинала.

У модуля дискретных выводов Beckhoff KL2408 на выходы поступает 24 вольта, нагрузка до 0,5 ампера. Либо мы подключаем к выводу, например, привод отопления Oventrop на 24 вольта (у него максимальный ток 0,25 ампер) или сирену 24 вольта, либо подключаем отдельное реле с катушкой 24 вольта, которое будет уже коммутировать столько ампер, сколько нам надо. У ABB есть контакторы разного номинала с напряжением катушки 24 вольта, можно хоть все 63 ампера 3 фазы подключить. Обычно эти контакторы доступны только под заказ из-за своего нечастого применения, но позволяют сэкономить место в щите за счёт отсутствия промежуточных реле между выходом и контактором.

Дискретный выход может либо подать напряжение, либо нет. Аналоговый выход умеет подать определённое напряжение. Например, от 0 до 10 вольт для управления регулятором скорости вращения вентилятора или диммера освещения.

Когда меня просят посчитать комплектацию контроллера для задачи, я прошу сообщить мне количество групп света вкл/выкл, групп диммируемого света, выключателей, управляемых розеток, вытяжек, датчиков движения, радиаторов и прочего именно для того, чтобы понять, сколько нам понадобится входов и выходов разного типа. Просто по планировке квартиры это сделать сложно: в комнате может быть 2 группы света, а может быть 12 диммируемых, это совершенно разные модули и разная стоимость, поэтому лучше слать дизайн-проект, а если его нет, то просто написать количество приборов, которые будут подключены к контроллеру. Свет — дискретный выход. Радиатор — дискретных выход. Выключатель — дискретных вход. Датчик температуры — аналоговый вход. Уличная метеостанция — несколько дискретных входов. И так далее. Из количества входов и выходов понимаем, какой контроллер такую систему потянет, сколько надо каких модулей.

Есть ещё ШИМ выход. Это управление одним каналом (цветом) светодиодной ленты.

Такие вещи, как Ethernet, RS232, RS485б DALI и прочее — это уже не входы-выходы, это шлюзы (они же интерфейсы) на другие протоколы связи. Тоже важно понимать, что из них нужно для задачи.

Важный момент. Контроллер оперирует логическими сигналами. Цифрами, то есть. Видеокамеры, сигнал с домофонов, какой-нибудь интерком, звук — на контроллер не заходят вообще, он не обрабатывает аудио и видео данные никак. Он может подавать сигналы управления на соответствующие устройства, работающие со звуком и видео, например, на усилители, ресиверы, медиаплееры и так далее. Так что «завести на контроллер домофон» — так не получится. Можно с контроллера открывать дверь, калитку, ворота — на это есть дискретные выходы. Можно в приложении для управления умным домом, например, EasyHome или Iridium Mobile видеть картинку с камер, это делает приложение на смартфоне или планшете, контроллер тут вообще ни при чём.

 96,523 просмотров всего,  104 просмотров сегодня

Умный дом или дом по уму
Добавить комментарий