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| Luogo di origine | Giappone |
| Marca | MITSUBISHI |
| Certificazione | CE ROHS |
| Numero di modello | Q64AD |
Codice Prodotto: Q64AD
Produttore: Mitsubishi Electric Corporation (Giappone)
Linea di Prodotti: Serie MELSEC-Q — Moduli I/O Analogici
Indicatori LED: RUN (errore normale/watch dog), ERROR (stato di errore)
Strumento di Configurazione: GX Configurator-AD (o strumento modulo funzione intelligente GX Works2)
CPU Compatibili: Tutte le CPU MELSEC-Q che operano in modalità Q
Stato: Prodotto attivo (piattaforma MELSEC-Q)
Applicazioni: Acquisizione variabili di processo, misurazione di flusso e pressione, ingresso trasmettitore di temperatura, controllo PID, feedback di velocità inverter, registrazione dati multi-sensore
Il Mitsubishi Q64AD si inserisce nella linea di moduli analogici della piattaforma MELSEC-Q come convertitore A/D generico ad alta risoluzione a quattro canali — il modulo che copre i comuni intervalli di segnale industriali (sia tensione che corrente, su tutti gli span comunemente usati) in un singolo slot compatto.
Per applicazioni di controllo di processo, monitoraggio delle condizioni e sistemi di feedback ad anello chiuso basati sul PLC serie Q, il Q64AD fornisce l'infrastruttura di ingresso analogico di cui il programma della CPU ha bisogno per lavorare con variabili misurate del mondo reale.
L'architettura backplane basata su slot del MELSEC-Q significa che l'aggiunta di capacità di ingresso analogico è una questione di selezionare uno slot, inserire il modulo e configurarlo tramite il software di ingegneria.
Non c'è un alimentatore separato da cablare, nessuna posizione DIN rail da negoziare e nessun cavo di comunicazione da stendere — il modulo prende l'alimentazione logica a 5V del backplane per i suoi circuiti interni e attinge 24V DC dal blocco terminali per la parte analogica.
La larghezza dello slot di 27,4 mm del Q64AD lo mantiene abbastanza stretto da consentire a un'unità base serie Q completamente popolata a 12 slot di ospitare un mix sostanziale di moduli analogici e digitali senza che il pannello diventi eccessivamente grande.
Ciò che interessa maggiormente agli ingegneri che lavorano con sensori di processo è l'integrità del segnale e la ripetibilità — che il valore digitale letto dalla CPU corrisponda effettivamente alla misurazione fisica, giorno dopo giorno, senza derive dovute a variazioni di temperatura ambiente o cicli di accensione/spegnimento.
Il Q64AD affronta questo problema direttamente: la sua risoluzione di conversione a 16 bit fornisce 65.536 livelli di quantizzazione su ciascun intervallo di ingresso (ad esempio, circa 0,30 mV per conteggio sull'intervallo ±10V), la sua EEPROM memorizza i valori di offset e guadagno calibrati in modo non volatile, in modo che sopravvivano ai cicli di alimentazione senza backup a batteria, e il suo isolamento tramite optoisolatore tra i terminali di ingresso e il bus backplane impedisce alle correnti di loop di massa di corrompere la misurazione.
| Parametro | Valore |
|---|---|
| Canali | 4 |
| Ingresso Tensione | ±10V, 0–10V, 0–5V, 1–5V |
| Ingresso Corrente | 0–20mA, 4–20mA |
| Risoluzione | Binaria con segno a 16 bit |
| Velocità di Conversione | 80 µs / canale |
| Resistenza di Ingresso (V) | 1 MΩ |
| Resistenza di Ingresso (I) | 250 Ω |
| Ingresso Max. (V) | ±15V |
| Ingresso Max. (I) | ±30mA |
| Punti I/O Occupati | 16 |
| Alimentazione | 24V DC esterno + 5V backplane |
| EEPROM | Sì (mantenimento offset/guadagno) |
| Isolamento | Optoisolatore (ingresso verso bus) |
| Dimensioni (L×A×P) | 27,4×98×90mm |
Ciascuno dei quattro canali del Q64AD può essere assegnato al proprio intervallo di ingresso indipendentemente dagli altri canali.
Un'installazione di macchinari potrebbe collegare un trasmettitore di pressione ±10V al canale 1, un sensore di flusso 4–20mA al canale 2, un feedback di posizione 0–10V al canale 3 e un trasmettitore di temperatura 1–5V al canale 4 — tutti attivi contemporaneamente nei rispettivi intervalli dallo stesso modulo.
L'assegnazione dell'intervallo viene effettuata nelle impostazioni degli switch del modulo funzione intelligente in GX Developer o GX Works2. Una volta configurato, i registri di intervallo interni del modulo memorizzano l'impostazione e applicano la corretta caratteristica di conversione per ciascun canale.
La caratteristica di conversione I/O è una linea retta attraverso il valore di offset (il valore di ingresso analogico che produce un'uscita digitale di 0) e il valore di guadagno (il valore di ingresso analogico che produce l'uscita digitale massima).
Entrambi i valori sono regolabili per adattare la conversione alle caratteristiche di uscita effettive del sensore specifico — una calibrazione di fabbrica che tiene conto della variazione da sensore a sensore senza richiedere la regolazione del Q64AD stesso.
La memorizzazione EEPROM garantisce che i dati di calibrazione impostati durante la messa in servizio persistano senza backup a batteria.
All'accensione, il Q64AD legge i suoi valori di offset e guadagno memorizzati dall'EEPROM e inizia immediatamente la conversione con le caratteristiche calibrate — un vantaggio pratico per installazioni in cui i programmi di sostituzione delle batterie sono difficili da mantenere, o dove il modulo può essere spento e riavviato ripetutamente durante la manutenzione della macchina.
A 80 µs per canale attivo, il Q64AD converte rapidamente — una scansione completa a quattro canali si completa in 320 µs, aggiornando tutti e quattro i valori della memoria buffer prima che termini il tipico ciclo di scansione della CPU serie Q.
Questa velocità consente al Q64AD di tracciare variabili di processo relativamente veloci in tempo reale e di fornire al programma della CPU misurazioni correnti ad ogni scansione.
Per applicazioni in cui il segnale analogico contiene rumore elettrico che produce un jitter di misurazione visibile — cavi del sensore che corrono vicino ad apparecchiature ad alta potenza, cavi non schermati vicino a VFD, o sorgenti di segnale intrinsecamente rumorose — la funzione di media digitale del Q64AD livella il valore riportato.
La media può essere impostata per ciascun canale individualmente, selezionando la media basata sul tempo (media su un numero specificato di millisecondi) o la media basata sul conteggio (media su un numero specificato di conversioni).
Il valore medio è ciò che la CPU legge dalla memoria buffer; il modulo continua a convertire a 80 µs internamente e accumula campioni per il calcolo della media. Questo rimuove il rumore senza rallentare l'hardware di conversione fondamentale.
Il Q64AD comunica con la CPU tramite memoria buffer — un'area di memoria dedicata all'interno del modulo a cui la CPU accede utilizzando le istruzioni FROM/TO (o il dispositivo di accesso diretto del modulo funzione intelligente nei programmi strutturati GX Works2).
Le aree chiave della memoria buffer sono: valore di uscita digitale CH □ (il risultato della conversione A/D corrente per ciascun canale), abilitazione/disabilitazione media CH □, valori di offset/guadagno CH □ e registri di stato di errore.
La CPU legge il valore digitale convertito del canale dal suo indirizzo di memoria buffer nel programma ladder, memorizzandolo tipicamente in un registro dati per ulteriori elaborazioni — scalatura in unità ingegneristiche, confronto con setpoint, utilizzo in loop PID, o registrazione su un registratore dati.
La conversione avviene continuamente all'interno del Q64AD indipendentemente dal fatto che la CPU stia leggendo la memoria buffer o meno; la memoria buffer contiene semplicemente il risultato della conversione completata più di recente fino a quando non viene sovrascritta dalla conversione successiva.
D1: Il Q64AD occupa 16 punti I/O. Questo influisce sul conteggio discreto I/O disponibile della CPU serie Q?
Sì. I moduli funzione intelligenti come il Q64AD occupano un numero definito di punti I/O nella mappa I/O della CPU, anche se non sono moduli di ingresso o uscita discreti.
L'allocazione di 16 punti viene utilizzata per i segnali di scambio dati del modulo stesso — segnali di condizione operativa e segnali di controllo — ma questi 16 punti non corrispondono a terminali fisici di ingresso o uscita.
I valori convertiti analogici effettivi vengono letti tramite istruzioni FROM che accedono alla memoria buffer del modulo, non tramite la mappa I/O.
L'allocazione di 16 punti I/O deve essere considerata nel conteggio totale dei punti I/O del sistema, poiché ogni unità base serie Q ha una capacità massima definita di punti I/O.
D2: Cosa succede se la tensione di ingresso supera il massimo ±15V nominale — il modulo verrà danneggiato?
I circuiti di ingresso del Q64AD includono protezione contro tensioni di ingresso fino a ±15V per ingressi di tensione e ±30mA per ingressi di corrente.
Segnali entro questi limiti non danneggeranno il modulo. Segnali che superano brevemente questi limiti — transienti da disconnessione del cavo, guasti di terra o apparecchiature di commutazione vicine — possono causare errori di conversione durante l'evento transitorio ma non dovrebbero danneggiare l'hardware se l'eccesso è breve e rientra nelle classificazioni massime assolute.
Tensioni sostenute significativamente superiori a questi livelli, o connessione diretta della rete AC ai terminali di ingresso, danneggerebbero i circuiti di ingresso.
L'isolamento tramite optoisolatore protegge il backplane e la CPU da danni anche se il circuito di ingresso analogico è compromesso.
D3: Il modulo Q64AD può essere calibrato sul campo e come si fa?
I valori di offset e guadagno del Q64AD possono essere regolati sul campo tramite le impostazioni degli switch del modulo funzione intelligente e la modalità di impostazione offset/guadagno supportata da GX Configurator-AD.
In modalità di impostazione offset/guadagno (attivata tramite scrittura nella memoria buffer), l'ingegnere applica tensioni o correnti di riferimento note al terminale di ingresso e scrive il valore digitale target corrispondente nel modulo — il modulo calcola il fattore di correzione e lo memorizza nell'EEPROM.
Questa procedura consente di adattare la conversione del Q64AD alle caratteristiche specifiche dei sensori collegati, correggendo la variazione da sensore a sensore, la caduta di tensione del cavo o lievi differenze nella tensione di riferimento dell'installazione.
D4: Quanti moduli Q64AD possono essere installati in un singolo sistema serie Q?
Il numero di moduli Q64AD non è limitato dal tipo di modulo stesso, ma dalla capacità totale di punti I/O e dal numero di slot dell'unità base.
Un sistema serie Q standard supporta fino a 64 slot su più unità base collegate tramite cavi di estensione.
Ogni Q64AD occupa uno slot (largo 27,4 mm) e 16 punti I/O.
Un sistema con 64 slot supporta teoricamente 64 moduli Q64AD, fornendo 256 canali di ingresso analogico — anche se in pratica, i budget di potenza del sistema, le configurazioni delle unità base e il mix con altri tipi di moduli determineranno il conteggio effettivo.
D5: Il Q64AD supporta la media per singolo canale, o la media viene applicata a tutti i canali contemporaneamente?
La media è configurabile per singolo canale.
Ogni canale ha la propria abilitazione/disabilitazione della media e impostazione della media nella memoria buffer — il canale 1 può avere la media basata sul tempo di 50 ms abilitata mentre il canale 2 funziona senza media, il canale 3 utilizza la media basata sul conteggio di 10 campioni e il canale 4 non è mediato.
Questa indipendenza per canale consente di ottimizzare il modulo per le caratteristiche di ciascun segnale senza compromettere la reattività dei canali che cambiano più velocemente.
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