Da sich Systeme für die Industrieautomatisierung schnell weiterentwickeln, benötigen sie eine Netzwerkinfrastruktur, die mehr Sicherheit bietet, sowie eine bessere Datensammlung, um insgesamt effizienter zu werden. Analog Devices arbeitet seit mehr als 40 Jahren mit Entwicklern von Prozesssteuerungssystemen für die Industrie zusammen, um vollständige Signalkettenlösungen zu definieren, zu entwickeln und bereitzustellen, die für eine große Zahl von Anwendungen optimiert sind.
Dank ihrer branchenführenden Technologien und Systemkenntnisse führen sie Zuverlässigkeit und Innovationen für Präzisionssteuerungs- und Überwachungslösungen ein. Die fünf Produkte, die vorgestellt werden, sind für die Anwendung in drei Bereichen vorgesehen: Feldgeräte, Temperatur-Controller sowie programmierbare logische Controller (PLCs)/verteilte Steuerungssysteme.
Feldgeräte
Feldgeräte werden für die Steuerung und Messung von Variablen wie Temperatur, Druck, Niveau und Fluss benötigt. Sie führen auch Analysen von Flüssigkeiten aus, um festzustellen, welche Art von Flüssigkeit verwendet wird.
Ein Mikrocontroller von Analog Devices, der in Feldgeräten häufig verwendet wird, ist der ADuCM360. Es handelt sich um einen analogen Präzisions-Mikrocontroller mit geringem Energiebedarf, der über einen ARM Cortex M3 mit zwei Sigma-Delta-A/D-Ws verfügt. Er wurde als direkte Schnittstelle mit externen Präzisionssensoren in verkabelten und batteriebetriebenen Anwendungen entwickelt. Die beiden A/D-Ws mit 24 Bit stellen die Genauigkeit der Signallesung sicher. Sie besitzen vier interne Kanäle für die Überwachung von D/A-W, Temperatursensor, IOVDD/4 und AVDD4. Dieser Mikrocontroller ist hervorragend für die Umgebungsüberwachung geeignet.
Abbildung 1: SDuCM360-Blockdiagramm (Source: Analog Devices)
Feldgeräte müssen mit anderen Instrumentierungen kommunizieren. Der AD5700 ist eine der Lösungen, die diese Kommunikation unterstützt. Er wurde für den Betrieb als HART FSK-Halbduplexmodem entwickelt und spezifiziert. Der AD5700 integriert alle notwendigen Funktionen für Filterung, Modulierung, Demodulierung, Signalerkennung und Signalerzeugung und benötigt dabei nur wenige externe Komponenten. Angesichts des internen Oszillators mit einer Präzision von 0,5 % reduziert er den Platzbedarf auf der Platine erheblich. Damit ist der AD5700 ideal für stromkabelbetriebene Anwendungen geeignet, sowohl in Master- als auch in Slave-Konfigurationen. Dank des maximalen Versorgungsstromverbrauchs von 115 µA ist er darüber hinaus eine optimale Wahl für schleifenbetriebene Anwendungen, die mit wenig Energie auskommen müssen.
Abbildung 2: AD5700-Blockdiagramm (Source: Analog Devices)
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Temperatur-Controller
Hochleistungslösungen für die Temperatursteuerung erfordern bei der Entwicklung die Berücksichtigung mehrerer Komponenten und ihrer Auswirkungen auf das System insgesamt, um die Spezifikationen in Bezug auf geringes Rauschen und geringe Drift zu erfüllen. Analog Devices bietet Produkte und Signalkettenlösungen speziell für RTD- und Thermoelementlösungen an.
Beim ADT7420 handelt es sich um einen digitalen I2C-Temperatursensor mit 16 Bit und einer Genauigkeit von +/- 0,25 oC. Er ist benutzerfreundlich, muss vom Benutzer weder kalibriert noch korrigiert werden und verbraucht wenig Energie. Er enthält eine interne Bandlückenreferenz, einen Temperatursensor und einen A/D-W mit 16 Bit, um die Temperatur mit einer Auflösung von bis zu 0,0078 oC zu überwachen und zu digitalisieren. Der ADT7420 verfügt über eine ausgezeichnete langfristige Stabilität und Zuverlässigkeit verbunden mit einer hohen Genauigkeit und ist damit hervorragend für industrielle Instrumentierungen und medizinische Anwendungen geeignet.
Abbildung 3: ADT7420-Blockdiagramm (Source: Analog Devices)
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Programmierbare logische Controller (Programmable Logic Controllers, PLCs)/verteilte Steuerungssysteme (Distributed Control Systems, DCS)
PLCs und DCSs können als das Gehirn von Steuerungssystemen in modernen Fertigungs- und Verarbeitungsanlagen betrachtet werden. Sie senden, empfangen und verarbeiten Daten aus Sensoren, Steuerventilen und Aktoren des Steuerungssystems- Analog Devices bietet effiziente und branchenführende Technologieprodukte für PLCs und DCSs an, um Ingenieure bei der Bewältigung der Designherausforderungen von heute zu unterstützen.
Wir empfehlen den ADuM3150, da für PLCs/DCSs bestimmt ist. Beim ADuM3150 handelt es sich um einen SPIsolator-Digitalisolator mit 3,75 kV und 6 Kanälen für SPI mit Verzögerungstakt. Dieser Digitalisolator optimiert das SPI-Timing, da die Kanäle (CLK-, MO/SI-, MI/SO-, SS-SPI-Bus-Signale) mit einer Laufzeitverzögerung von 14 ns und einem Jitter von 1 ns betrieben werden. Er stellt darüber hinaus zwei zusätzliche, unabhängige Isolationskanäle mit niedrigen Datenraten bereit, jeweils einen Kanal in jeder Richtung. Die Daten werden abgetastet und für eine Datenrate von 250 Kbit/s mit einem Jitter von 2,5 µs in den langsamen Kanälen serialisiert.
Abbildung 4: ADuM3150-Blockdiagramm (Source: Analog Devices)
Eine weitere Option ist der AD7175-8, ein Sigma-Delta-A/D-W mit 24 Bit, 250 kS/s, 8/16 Kanälen und echten Rail-to-Rail-Puffern. Er besitzt eine maximale Kanalabtastrate von 50 kS/s für vollständig konsolidierte Daten. Der Ausgabedatenratenbereich liegt zwischen 5 S/s und 250 kS/s. Dieser A/D-W integriert wichtige analoge und digitale Signalanpassungsblöcke, damit Benutzer jeden verwendeten analogen Eingangskanal individuell konfigurieren können. Darüber hinaus stellt er stromsparende Eingänge mit hoher Impedanz bereit, da auf den analogen Eingängen und externen Referenzeingängen echte Rail-to-Rail-Puffer integriert sind.
Abbildung 5: AD7175-8-Blockdiagramm (Source: Analog Devices)
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Dies sind nur einige der Produkte von Analog Devices, die für Lösungen in den Bereichen Prozesssteuerung und Industrieautomatisierung verwendet werden können. Analog Devices stellt viele weitere zuverlässige und effiziente Produkte für Ihre Designs bereit, die Ihnen einen schnelleren Produktionsstart ermöglichen.