S.3.2 Цифровые вводы и выводы (I/O)

 

S.3.2.1 Общие положения

 

На рисунке S.1 дана иллюстрация определений параметров I/O.

 

Примечание - В некоторых назначениях используют только один внешний источник питания, общий для вводов, выводов и оборудования.

 

- вывод - механический или статический контакт (например, реле с сухим магнитоуправляемым контактом, триак, транзистор и т.п.); - заземление - показанное заземление является исходным; заземление зависит от национальных норм или соответствует требованиям назначения; - ввод - вводное полное сопротивление; - внешние источники питания; 1 - вывод оборудования, включенный на плюс; 2 - ввод оборудования, включенный на минус; 3 - нагрузка; 4 - оборудование; 5 - общее (контрольное); 6 - источник; 7 - ввод (вход); 8 - вывод (выход).

 

Рисунок S.1 - Параметры I/O

 

Цифровые I/O должны отвечать следующим требованиям.

 

Цифровые вводы соответствуют требованиям к параметрам стандартных напряжений по S.3.2.2.

 

Цифровые выводы соответствуют требованиям к параметрам стандартных напряжений по S.3.2.3.2 для переменного тока и по S.3.2.4.2 для постоянного тока.

 

Должно быть возможно взаимное соединение вводов и выводов путем правильного выбора других I/O, результатом чего было бы точное срабатывание (при необходимости дополнительную внешнюю нагрузку должен указать изготовитель).

 

Цепь должна отвечать требованиям к воздушным зазорам и путям утечки, а электроизоляционные испытания - выявить соответствие межфазного напряжения.

 

Примечание - Настоящее приложение не распространяется на вводы, включенные на минус, и выводы, включенные на плюс, которые могут потребоваться в некоторых назначениях. Их использование требует осторожного подхода. (При применении положительных логических схем с (временным) снижением тока и логических схем с (временным) увеличением тока любое короткое замыкание на опорный потенциал и разрыв проводов трактуются вводами и нагрузками как закрытое состояние; с другой стороны для вводов, включенных на минус и выводов, включенных на плюс, замыкания на землю трактуются как открытое состояние) (см. рисунок S.1).

 

S.3.2.2 Цифровые вводы (включение на минус)

 

S.3.2.2.1 Общие положения

 

Соответствие требованиям данного подпункта проверяют по S.4.2.

 

S.3.2.2.2 Терминология (рабочие области )

 

На рисунке S.2 графически представлены пределы и рабочие диапазоны, применяемые для характеристики цепей цифровых вводов, включенных на минус.

 

Рабочую область составляют открытая область, переходная область и закрытая область. Необходимо превысить как , так и , чтобы выйти из закрытой области и превысить до , чтобы войти в открытую область: все вводные кривые должны оставаться в пределах этих пограничных условий. Область ниже нуля вольт является значимой частью закрытой области только для вводов постоянного тока.

 

 

1 - область закрытого состояния ("откл.", состояние 0); 2 - переходная область; 3 - область открытого состояния ("вкл.", состояние 1)

Примечание

 

и пределы напряжения для условий "вкл." (состояние 1);

 

и пределы тока для условий "вкл." (состояние 1);

 

и пределы напряжения для переходного состояния ("вкл." или "откл.");

 

и пределы тока для переходного состояния ("вкл." или "откл.");

 

и пределы напряжения для условий "откл." (состояние 0);

 

и пределы тока для для* условий "откл." (состояние 0);

 

;

 

, и номинальные напряжения и его пределы для внешнего источника напряжения питания.

 

Рисунок S.2 - Рабочие области для вводов, включенных на минус

 

S.3.2.2.3 Стандартные рабочие диапазоны для цифровых вводов (включение на минус)

 

Цифровые вводы, включенные на минус, действуют в пределах, представленных в таблице S.2.

 

Таблица S.2 - Стандартные рабочие диапазоны для цифровых вводов (включение на минус)

Ном. напр. , В	Ном. част. , Гц	Вид пре- дела	Пределы типа 1						Пределы типа 2						Сноски
			состояние 0		переходное		состояние 1		состояние 0		переходное		состояние 1
			В	мА	В	мА	В	мА	В	мА	В	мА	В	мА
24	-	max	15/5	15	15	15	30	15	11/5	30	11	30	30	30
DC		min	3	н/у	5	0,5	15	2	3	н/у	5	2	11	6
48	-	max	34/10	15	34	15	60	15	30/10	30	30	30	60	30
DC		min	6	н/у	10	0,5	34	2	6	н/у	10	2	30	60
24	50/60	max	14/5	15	14	15	27	15	10/5	30	10	30	27	30
AC дейст		min	0	0	5	1	14	2	0	0	5	4	10	6
48	50/60	max	34/10	15	34	15	53	15	29/10	30	29	30	53	30
AC дейст		min	0	0	10	1	34	2	0	0	10	4	29	6
100	50/60	max	79/20	15	79	15	1,1	15	74/20	30	74	30	1,1	30
110
120
AC дейст		min	0	0	20	1	79	2	0	0	20	4	74	6
200	50/60	max	164/ 40	15	164	15	1,1	15	159/ 40	30	159	30	1,1	30
230
240
AC дейст		min	0	0	40	2	164	3	0	0	40	5	159	7
Все логические сигналы являются положительными. Открытые вводы трактуются как состояние 0 сигнала. Неравенства и допущения в получении значений данной таблицы и дополнительные замечания см. S.6.   Данные пределы напряжений включают все переменные составляющие напряжений.   Статические выключатели могут воздействовать на общее действующее содержание фактических гармоник входных сигналов и потому влиять на совместимость входного интерфейса с датчиками приближения, особенно для типа 2 на 24 В (дейст.) переменного тока. Требования см. S.3.1.   Рекомендовано для общего применения и будущих разработок.   Минимальный внешний источник напряжения для вводов типа 2, 24 В постоянного тока, соединенных с двухпроводными датчиками приближения, должен быть более 20 В постоянного тока или менее 11 В постоянного тока для обеспечения достаточного запаса безопасности. Согласно технологии тока и для поддержки конструкции вводных модулей, совместимых со всеми повсеместно применяемыми номинальными напряжениями, пределы абсолютны и не зависимы от номинального напряжения (за исключением ) и основаны на неравенствах, приведенных в S.6 и соответствуют 100 и 200 В дейст. переменного тока.   См. определения S.2.1-S.2.3.   Примечание - Совместимость с двухпроводными датчиками приближения по IEC 60947-5-2 возможна для типа 2, см. также сноску . н/у = не установлено.

 

S.3.2.2.4 Дополнительные требования

 

Каждый вводной канал должен быть оснащен лампочкой или аналогичным устройством, указывающим на состояние 1, если индикатор запитан.

 

S.3.2.3 Цифровые выходы для переменных токов (включение на плюс)

 

S.3.2.3.1 Общие положения

 

Требования данного подпункта проверяют по S.4.3.

 

S.3.2.3.2 Номинальные значения и рабочие диапазоны (переменного тока)

 

Цифровые выходы переменного тока должны соответствовать параметрам, указанным в таблице S.3, при выходных напряжениях, указанных изготовителем по S.3.1.

 

Таблица S.3 - Номинальные значения и рабочие диапазоны для цифровых выходов переменного тока, включенных на плюс

Номинальный ток (состояние 1)	, А	0,25		0,50		1,00	2,00	Сноски
Диапазон токов для состояния 1	Min (мА)	10 [5]		20		100	100
(длительных при макс. напряжении)	Мах (А)	0,28		0,55		1,10	2,20
Падение напряжения для состояния 1
Не защищенный выход	Мах (В)	3
Защищенный и устойчивый к короткому замыканию выход	Мах (В)	5
Ток утечки для состояния 0
Полупроводниковые выходы	Мах (мА)	5 [3]	10
Электромеханические выходы	Мах (мА)	2,5	2,5
Частота повторения для временной перегрузки (см. рисунок S.3)	Время рабочего цикла, с
Полупроводниковые выходы	Мах	1	2					-
Выходы на реле	Мах	10	10					-
Действующие значения токов и напряжения.   Цифры в квадратных скобках относят к модулю, не оборудованному сетью дифференциальных токов или аналогичными подавителями импульсов. Все остальные значения относятся к модулям с подавлением импульсов. Ток утечки для полупроводниковых выходов св. 3 мА предполагает применение дополнительных внешних нагрузок для приведения в действие цифровых вводов типа 2.

 

 

 

Примечания

 

1 При применении на выходе в качестве коммутационного элемента реле - 10 с.

 

2 При применении на выходе в качестве коммутационного элемента полупроводникового прибора:

 

- при токе 0,25 А - = 1 с;

 

- при токе в интервале от 0,5 А до 2 А - = 2 с.

 

- 2 цикла при (  - номинальная линейная частота); - время включения; - время отключения (время отключения = время включения); - время работы.

 

Рисунок S.3 - Временные интервалы коммутационного переключения для цифровых выходов переменного тока

 

S.3.2.3.3 Дополнительные требования

 

S.3.2.3.3.1 Индикаторы выходов

 

Каждый выходной канал должен быть оснащен лампочкой или аналогичным устройством, указывающим на состояние 1, если индикатор запитан.

 

S.3.2.3.3.2 Защищенные выходы

 

Указанные изготовителем выходы должны быть защищены.

 

Выход должен выдерживать и/или объединенное защитное устройство должно срабатывать на защиту выхода при всех установившихся значениях выходного тока св. 1,1 номинального значения.

 

После возвращения в исходное положение или только замены защитного устройства, по обстоятельствам, оборудование должно вернуться в нормальный режим.

 

Дополнительный ресурс повторного запуска можно выбрать из трех вариантов:

 

- защищенный выход с автоматическим рестартом - защищенный выход, автоматически восстанавливающийся после снятия перегрузки;

 

- защищенный выход с управляемым рестартом - защищенный выход, взводимый с помощью сигналов (например, дистанционным управлением);

 

- защищенный выход с ручным рестартом - защищенный выход, для восстановления работы которого необходимо воздействие человека (в качестве защиты могут служить плавкие предохранители, электронные блокировки и т.д.).

 

Требования данного подпункта проверяют по S.4.3.2.

 

Примечания

 

1 Работа в условиях длительной перегрузки может уменьшить срок службы модуля.

 

2 Защищенные выходы не обязательно защищают внешнюю проводку. Ее защита является заботой изготовителя.

 

S.3.2.3.3.3 Устойчивость выходов к короткому замыканию

 

Выходы, указанные изготовителем, должны быть устойчивы к короткому замыканию:

 

- при всех выходных токах св. и до 2 номинального значения выход должен быть работоспособным и выдерживать временные перегрузки. Такие перегрузки указывает изготовитель;

 

- при всех ожидаемых выходных токах св. 20 номинального значения должно срабатывать защитное устройство. После возвращения в исходное положение или только замены защитного устройства, по обстоятельствам, оборудование должно вернуться в нормальный режим;

 

- при выходных токах в диапазоне от 2 до 20 или временных перегрузках, выходящих за пределы, установленные изготовителем (см. выше), может потребоваться ремонт или замена модуля.

 

Требования данного подпункта проверяют по S.4.3.2.

 

S.3.2.3.3.4 Незащищенные выходы

 

Если для незащищенных выходов, указанных изготовителем, он рекомендует внешние защитные устройства, то выходы должны отвечать всем требованиям, предъявляемым к выходам, устойчивым к короткому замыканию.

 

S.3.2.3.3.5 Выходы на электромеханических реле

 

Выходы на электромеханических реле должны быть способны выполнить не менее 0,3 млн. операций под нагрузкой, указанной для категории применения АС-15 (класс износостойкости 0.3) по IEC 60947-5-1.

 

Проведение типового испытания не требуется, если комплектующие реле уже проверены на соответствие IЕС 60947-5-1.

 

S.3.2.4 Цифровые выходы для постоянного тока (включение на плюс)

 

S.3.2.4.1 Общие положения

 

Требования данного подпункта проверяют по S.4.3.

 

S.3.2.4.2 Номинальные значения и рабочие диапазоны (постоянного тока)

 

Цифровые выходы должны соответствовать параметрам, приведенным в таблице S.4, при выходных напряжениях, указанных изготовителем согласно S.3.1.

 

Таблица S.4 - Номинальные значения и рабочие диапазоны (постоянного тока) для цифровых выходов постоянного тока, включенных на плюс

Номинальный ток (состояние 1)	, А	0,10	0,25	0,50	1,00	2,00	Сноски
Диапазон токов для состояния 1 (длительных при макс. напряжении)	Мах (А)	0,12	0,30	0,60	1,20	2,40	-
Падение напряжения для состояния 1
Незащищенный выход	Мах (В)	3
Защищенный и устойчивый к короткому замыканию выход	Мах (В)	3
Ток утечки для состояния 0	Мах (мА)	0,1	0,5		1,0
Временная перегрузка	Мах (А)	См. рисунок S.2 или указания изготовителя					-
Для номинальных токов 1 и 2 А при наличии защиты от изменения полярности допускается падение напряжения 5 В, что делает выход несовместимым со входом типа 1 такого же напряжения.   В результате совместимость между выходами постоянного тока и вводами постоянного тока без дополнительной внешней нагрузки следующая:   Номинальный выходной ток (А): 0,10 0,25 0,50 1,00 2,00   Тип 1: есть есть есть нет нет   Тип 2: есть есть есть есть есть     При адекватной внешней нагрузке все выходы постоянного тока могут стать совместимыми со всеми вводами постоянного тока типа 1 и типа 2.

 

 

 

 

- время импульса = 10 мс; - время включения; - время отключения (время отключения = время включения); - время работы = 1 с.

 

Рисунок S.4 - Временные интервалы коммутационного переключения для цифровых выходов постоянного тока

 

S.3.2.4.3 Дополнительные требования

 

Другие требования совпадают с требованиями для выходов переменного тока, включенных на плюс, за исключением:

 

- защищенные выходы: предел составляет 1,2 вместо 1,1 ;

 

- выходы электромеханических реле: DC-13 вместо АС-15.

 

S.4 Проверка требований к входам/выходам

S.4.1 Общие положения

Процедуры испытаний не установлены, они устанавливаются соглашением между изготовителем и потребителем, в котором условия, указанные в S.4.4, должны быть неизменны.

 

Все установленные пункты испытаний должны быть выполнены.

 

Если настоящим подпунктом не установлено иное, все испытания проводят дважды на одном и том же канале (каналах) I/O:

 

Первое испытание: при минимальной рабочей температуре.

 

Второе испытание: при максимальной рабочей температуре.

 

Испытывать более одного цифрового ввода каждого типа не требуется.