Neues MITSUBISHI Modul Q64AD

Mitsubishi Q64AD | MELSEC-Q 4-Kanal-16-Bit-Analogeingangsmodul – ±10 V + Stromeingang / 80 µs / EEPROM / Optokoppler-Isolierung / 27,4 mm

Ein Modul, jedes industrielle Analogsignal

Der Q64AD ist der universelle Vierkanal-A/D-Wandler der MELSEC-Q-Plattform – das Modul, das alle gängigen industriellen Signaltypen über einen einzigen 27,4-mm-Steckplatz abdeckt. Jeder Kanal ist unabhängig für seinen eigenen Eingangsbereich konfiguriert: Kanal 1 an einem ±10-V-Drucktransmitter, Kanal 2 an einem 4–20-mA-Durchflusssensor, Kanal 3 an einer 0–10-V-Positionsrückmeldung, Kanal 4 an einem 1–5-V-Temperaturtransmitter – alle gleichzeitig aktiv, alle konvertieren mit 80 µs pro Kanal.

Bei einer Auflösung von 16 Bit unterteilt der Q64AD jeden Eingangsbereich in 65.536 Zählungen. Im ±10-V-Bereich entspricht jede Zählung etwa 0,30 mV. Im Bereich von 4–20 mA entspricht jede Zählung etwa 0,24 µA. Diese Auflösung übertrifft die absolute Genauigkeit, die die meisten industriellen Sender erreichen können, was bedeutet, dass das Modul selbst nicht der begrenzende Faktor für die Messgenauigkeit ist – der Sensor und die Signalaufbereitung bestimmen die praktische Genauigkeitshöchstgrenze.

Wichtige Spezifikationen

Mittelwertbildung – Rauschunterdrückung ohne Verlangsamung der Hardware

Wenn Sensorsignalkabel in der Nähe von Antrieben mit variabler Frequenz, Motorstartertafeln oder anderen EMI-Quellen verlaufen, kann der umgewandelte digitale Wert schnelle Abweichungen vom tatsächlichen Messwert aufweisen. Die digitale Mittelwertbildungsfunktion des Q64AD behebt dieses Problem, ohne die Hardware-Umwandlungsgeschwindigkeit von 80 µs zu verändern.

Jeder Kanal wählt unabhängig die zeitbasierte Mittelung (über eine bestimmte Anzahl von Millisekunden) oder die zählungsbasierte Mittelung (über eine bestimmte Anzahl von Konvertierungen) aus. Das Modul setzt die Konvertierung intern mit 80µs fort; Der gemittelte Wert wird der CPU als gemeldeter Messwert angezeigt. Ein Kanal, der eine sich schnell ändernde Prozessvariable überwacht, kann ohne Mittelwertbildung betrieben werden, während ein benachbarter Kanal mit einem verrauschten Signal eine starke Mittelwertbildung nutzt – alles vom selben Modul, ohne Kompromisse bei den nicht gemittelten Kanälen.

Anwendungsszenarien

PID-Regelkreise zur Prozesssteuerung:Druck-, Durchfluss- und Temperaturtransmitter, die 4–20-mA-Signale an Q64AD-Kanäle weiterleiten. Die CPU liest die konvertierten Werte bei jedem Scan und verwendet sie als PV-Eingänge für PID-Funktionsblöcke. Die EEPROM-Speicherung stellt sicher, dass die kalibrierte Beziehung zwischen den technischen Einheiten während der Wartungsabschaltzyklen der Anlage bestehen bleibt.

Multisensorische Maschinenüberwachung:Zustandsüberwachung einer Produktionsmaschine mit Kraftsensoren (±10 V-Brückenverstärkerausgang), Wegaufnehmern (0–10 V) und Temperatureingängen (1–5 V Thermoelementsender) – alle verbunden mit einem Q64AD, ohne dass für jeden Signaltyp separate, spezielle Eingangsmodule erforderlich sind.

VFD-Geschwindigkeitsrückmeldung:Analoger Drehzahlausgang des Wechselrichters (0–10 V oder 4–20 mA), der an den Q64AD zurückgeführt wird, um die Drehzahl im geschlossenen Regelkreis bei Bahnhandhabungs-, Wickel- oder Förderanwendungen zu überprüfen.

FAQ

F1: Reduziert die Zuweisung von 16 E/A-Punkten des Q64AD die verfügbare diskrete E/A?

Ja – intelligente Funktionsmodule, einschließlich Q64AD, belegen E/A-Punkte in der E/A-Karte der CPU, obwohl keine physischen diskreten E/A-Klemmen beteiligt sind. Die 16-Punkte-Zuordnung gilt für die Datenaustauschsignale des Moduls. Die tatsächlich konvertierten Werte werden über FROM-Anweisungen gelesen, die auf den Pufferspeicher des Moduls zugreifen, nicht über das E/A-Abbild. Diese Zuweisung muss bei der Berechnung der gesamten E/A-Punktnutzung des Systems berücksichtigt werden.

F2: Welchen Schutz bietet der Q64AD gegen Eingangsüberspannung?

Die Eingangskreise sind gegen Dauereingänge bis ±15V (Spannung) und ±30mA (Strom) geschützt. Signale innerhalb dieser Grenzen beschädigen das Modul nicht. Kurze Transienten aufgrund von Kabelumschaltungen oder Erdschlüssen können kurzzeitige Konvertierungsfehler verursachen, sollten aber die Hardware nicht beschädigen, wenn die Überschreitung kurzzeitig ist. Dauerhafter Anschluss von Netzwechselspannung an die Eingangsklemmen würde die Eingangsschaltkreise beschädigen; Allerdings schützt die Optokoppler-Isolierung die Rückwandplatine und die CPU vor Schäden, selbst wenn die analoge Eingangsstufe beeinträchtigt wird.

F3: Kann der Q64AD vor Ort ohne Werkswartung kalibriert werden?

Ja. Im Offset-/Verstärkungs-Einstellmodus (aktiviert über das Schreiben in den Pufferspeicher) legt der Techniker ein bekanntes Referenzsignal an den Eingangsanschluss an, schreibt den entsprechenden digitalen Zielwert und das Modul berechnet und speichert die Korrektur im EEPROM. Dieses Verfahren korrigiert Sensorabweichungen, Kabelverluste oder installationsspezifische Versätze. Die kalibrierten Werte bleiben auch nach Aus- und Wiedereinschalten erhalten, ohne dass regelmäßige Wartungsmaßnahmen erforderlich sind.

F4: Wie viele Q64AD-Module können in einem System der Q-Serie installiert werden?

Der Grenzwert wird durch die Gesamtzahl der E/A-Punkte und die Verfügbarkeit der Steckplätze der Basiseinheit bestimmt, nicht durch den Modultyp. Ein System, das 64 Steckplätze über mehrere über Verlängerungskabel verbundene Basiseinheiten unterstützt, könnte theoretisch 64 Q64AD-Module aufnehmen und 256 analoge Eingangskanäle bereitstellen – abhängig vom Systemstrombudget, der Anzahl der I/O-Punkte und der Mischung mit anderen Modultypen in der Konfiguration.

F5: Wird die Mittelung auf alle Kanäle zusammen oder einzeln angewendet?

Individuell. Jeder Kanal verfügt über einen eigenen, unabhängigen Aktivierungs-/Deaktivierungs- und Mittelungsparameter im Pufferspeicher. Kanal 1 kann eine zeitbasierte Mittelung über 50 ms ausführen, Kanal 2 kann ohne Mittelung laufen, Kanal 3 kann eine zählbasierte Mittelung über 10 Abtastungen verwenden und Kanal 4 kann auch ohne Mittelung laufen – alles gleichzeitig im selben Modul ohne Interaktion zwischen den Kanälen.