Dərs vəsaiti baki 2019 azərbaycan respublikasi təHSİl naziRLİYİ

5.5. Ölçmə vasitələrinin intellektuallaşdırılmasında
4÷20 mA cərəyan ilgəyindən istifadə olunması
Texnoloji prosesləri idarəetmə sistemlərində verilənlərin ötürülməsi üçün 4÷20 mA cərəyan ilgəyindən geniş istifadə olunur. Bir çox vericilər və icra mexanizmləri xüsusi olaraq bu siqnal rejiminə uyğun yaradılır. Belə siqnalların ötürülməsi üçün nəzərdə tutulan rabitə kanalı 4÷20 mA cərəyan ilgəyi adlanır. Analoq siqnalın 4÷20 mA həddində dəyişməsi Dövlət Standartlarının tələblərinə uyğundur, maneələrin və küylərin təsirinə nisbətən az məruz qalır, vericilərlə idarəetmə sistemləri arasında standart interfeyslərdən istifadə edilməsi üçün əlverişlidir [30].
Şək. 5.8-də 4÷20 mA cərəyan ilgəyi ilə icra mexanizminin məsafədən idarə edilməsi sxemi göstərilmişdir.
Vericinin çıxış cərəyanı AD420 inteqral sxeminin daxili rəqəm-analoq çeviricisi (RAÇ) tərəfindən idarə edilir. İcra mexanizminin idarə olunmasını RAÇ və mikrokontrollerlə əlaqələndirilmiş əsas komüter yerinə yetirir. Şək. 5.8-dəki sxemdə yalnız bir icra mexanizmi təsvir edilmişdir.

RAÇ-ın girişinə verilən rəqəm kodunun sıfır qiymətinə onun çıxışında alınan cərəyanın 4 mA qiyməti uyğun gəlir.

RAÇ-ın çıxış siqnalının yuxarı həddi 20 mA-dir. Girişdəki sıfır qiymətinə uyğun sıfırdan fərqli (4mA) çıxış cərəyanının seçilməsi ötürücüyə dövrənin qırılma faktını aşkar etmə imkanı verməklə bərabər, həm də məsafədə yerləşən vericinin tələb etdiyi qida cərəyanının 4 mA-dən kiçik olduğu hallarda onu qidalandırmağa imkan verir.
Dispetçer məntəqəsindəki qurğuların və dövrələrin çoxu cərəyan ilgəyinin 12-36 V gərginlik mənbəyindən qidalanır. Lakin, gücləndiricilər, ARÇ və mikrokontrollerlər kimi qurğuları qidalandırmaq üçün bu gərginlik stabilləşdirilir. İlgəyin cərəyanı AD420 inteqral sxeminin tərkibinə daxil olan ölçmə müqavimətinin (R) köməyi ilə ölçülür. AD420 tipli inteqral sxeminin daxilindəki RAÇ 16 mərtəbəli siqma-delta tiplidir. Rəqəmli ardıcıl interfeysinin olması onun MK ilə əlaqələndirilməsini sadələşdirir.
Şək. 5.9-da 4÷20 mA cərəyan ilgəyindən qidalanan və çıxış siqnalı 4÷20 mA həddində dəyişən intellektual vericili ölçmə sisteminin struktur sxemi göstərilmişdir.
Sistemin işləməsi üçün bütün elementlərin I_ cəm cərəyanının qiyməti 4 mA-dən çox olmamalıdır. Bu sxemin nüvəsini AD421 tipli inteqral sxemi və 4÷20 mA cərəyan ilgəyindən qidalanan 16 mərtəbəli RAÇ təşkil edir.Daxili rəqəm-analoq çeviricisinin 4÷20 mA çıxış cərəyanı, eləcə də AD421 inteqral sxemini və sxemin digər elementlərini qidalandırmaq üçün tələb olunan cərəyan R1 ölçmə müqavimətindən keçir. Ölçmə dövrəsi qayıdan cərəyanın bir hissəsini kompensasiya edir və ilgəkdən qayıdan tam cərəyanın qiyməti RAÇ-ın girişinə vericinin mikrokontrolleri tərəfindən verilən koda uyğun gələn çıxış cərəyanının qiymətinə bərabər olur. Cərəyan siqnalı dispetçer məntəqəsində ilgəyin R2 yük müqavimətində gərginliyə çevrilir.Vericinin çıxış siqnalı AD7714/AD7715 tipli siqma-delta prinsipli ARÇ tərəfindən koda çevrilir.



147

AD421 tipli inteqral sxemin tərkibinə daxil olan qidalandıricı stabilizasiya dövrəsi onun xaricində yerləşən DMOY – sahə tranzistorunun zatvorunu idarə edərkən qida gərginliyinin qiymətini 3 V; 3.3 V və ya 5 V səviyyəsində təyin edir. Beləliklə, ilgəyin maksimal qidalandırma gərginliyi DMOY – sahə tranzistorunun deşilmə gərginliyi ilə məhdudlaşdırılır [30].

HART (Highway Adressable Remote Transducers – Birbaşa Ünvanlandırıla bilən Distansiya Çeviriciləri) – protokolu 4÷20 mA cərəyan ilgəyini rəqəmli rabitə imkanlarına qədər təkmilləşdirən geniş yayılmış sənaye standartıdır. HART-protokolu eyni naqillər cütü ilə analoq (4÷20 mA) və rəqəm siqnallarını eyni zamanda ötürülməsinə imkan yaradır.
HART-protokolu verilənlərin ötürülməsi üçün tezlik -modulyasiyasından istifadə edir. Məntiqi “1” siqnalının ötürülməsi üçün 1200 Hs analoq tezlik siqnalının tam bir periodundan, məntiqi “0” siqnalının ötürülməsi üçün isə analoq tezlik siqnalının 2200 Hs natamam iki periodundan istifadə edilir.
Sinusoidal siqnalın bir periodunun orta qiyməti 0-a bərabər olduğundan HART-siqnal 4÷20 mA analoq siqnala heç bir təsir göstərmir.
Beləliklə, bu üsul rəqəmli rabitə siqnallarını 4÷20 mA cərəyan ilgəyinə əlavə etməklə dispetçer məntəqəsini məsafədə yerləşən verici ilə əlaqələndirir. Bu halda mövcud analoq ölçmə sistemlərində rəqəmli informasiya mübadiləsinin bütün üstünlüklərindən istifadə etmək imkanı yaranır.
HART-protokoldan istifadə edən intellektual vericinin struktur sxemi şək. 5.10-da göstərilmişdir.
İntellektual vericinin mikroprosessoru ölçmə siqnalını yaradan ilkin çevirmələrin yerinə yetirilməsini və ölçmə informasiyasını ötürmə xətti vasitəsilə ikitərəfli rabitə yaradan rabitə altsisteminin idarə edilməsi funksiyalarını yerinə yetirir.

HART-protokola uyğun olaraq cərəyan ilgəyinə ötürülən verilənlər mikrokontrollerin asinxron ardıcıl portuna və yaxud Modemin portuna daxil olur. Əks istiqamətdə HART modemin tonal siqnalları formalaşdırılır və C_c ayırıcı kondensatoru vasitəsilə AD 421 rəqəm-analoq çeviricisinin çıxışına verilir.

BELL202 modeminin, siqnal formalaşdırıcısının və zolaq süzgəcinin daxil olduğu HT20C15 bloku Symbios Logic İnc firması, HT20C12 bloku isə SMART Research Corporation firması tərəfindən istehsal olunur [30].