EtherCAT модуль аналогового ввода/вывода 4-AI/4-AO
Аналоговые входы (4 канала, изолированные, 24 бита)
Типы сигналов (выбираемые):
- 0–20 mA, 4–20 mA, 0–5 V, 0–10 V, ±5 V, ±10 V, RTD (термосопротивление), термопары (TC)
- АЦП: AD7793, 24-бит
- Опорные источники: ADR02, ADR441
- Усилитель: AD8220
- Гальваническая развязка: ADuM5401, ADuM1401
Аналоговые выходы (4 канала, изолированные, 16 бит)
Типы сигналов (программируемые):
- 0–20 mA, 4–20 mA, 0–5 V, 0–10 V, ±5 V, ±10 V
- ЦАП: AD5422, 16-бит
Программное обеспечение
- FreeRTOS на AM3359
- EtherCAT Slave Stack (CoE/FoE)
- Обновление прошивки через FoE
- Разработка ESI XML-файла для TwinCAT/CodeSys
- Поддержка калибровки каналов AI/AO через CoE-объекты
- Диагностика и fault-reports по EtherCAT
Клиент и бизнес проблема
Клиент — производитель промышленных систем управления, ПЛК, распределённых I/O-систем и измерительных модулей для химической промышленности и автоматизации. EtherCAT — ключевая полевая шина в этом сегменте благодаря детерминизму и низким задержкам.
Основные выявленные проблемы существующих решений
- Низкая точность и шум аналоговых каналов при работе рядом с силовой электроникой
- Отсутствие полноценной гальванической развязки
- Ограниченные типы входных диапазонов (без RTD/TC/±диапазонов)
- Ограниченная диагностика аналоговых каналов и отсутствие обнаружения ошибок выхода
- Сложности с обновлением прошивки — отсутствие прозрачного механизма через EtherCAT
Решение
Разработан интеллектуальный EtherCAT-модуль аналогового ввода-вывода 4AI/4AO, ориентированный на:
- Системы управления движением
- Измерительные стенды
- PLC и DCS-архитектуры
- Распределенные узлы сбора данных
Ключевые особенности архитектуры
- Высокоточная измерительная часть на базе AD7793 + малошумящие опорные источники
- Поддержка широкого спектра промышленных аналоговых сигналов
- Изолированные входы и выходы для снятия проблем заземления
- Диагностика каналов, контроля обрыва/короткого замыкания выходов
- Полная интеграция в EtherCAT через ESI-файл
- Поддержка CoE для параметризации и обмена процесс-данными
- Безопасное обновление прошивки по FoE
- EtherCAT — на AM3359
Ценность для клиента
Для производителя аналоговых I/O-модулей
- Конкурентоспособный EtherCAT аналоговый модуль промышленного класса
- Поддержка всех распространённых типов датчиков и сигналов
- Снижение затрат на сертификацию и поддержку за счет единой архитектуры
- Расширяемость линейки: AI-модули, AO-модули, комбинированные
Для конечного заказчика (завод/интегратор)
- Высокая точность и повторяемость измерений при сильных помехах
- Простая интеграция в TwinCAT 3 и другие EtherCAT-мастера
- Удалённое обновление и обслуживание без снятия оборудования
- Диагностика каналов и состояния устройства в реальном времени
Итог: проект формирует высокоточный EtherCAT-модуль аналогового ввода-вывода 4AI/4AO со следующими ключевыми преимуществами:
- Промышленная изоляция каналов
- 24-битное измерение и 16-битное управление
- Гибкие диапазоны входов/выходов
- Глубокая интеграция с EtherCAT-экосистемой
- Поддержка FoE/CoE и обновления прошивки через сеть
Связаться с нами