Что такое цифровой ввод
Термины и определения цифрового ввода/вывода
Цифровая линия является эквивалентом аналоговому каналу: это путь, по которому передается цифровой сигнал. Цифровые линии обычно бывают либо входными, либо выходными, но иногда могут быть двунаправленными. В большинстве плат линии должны быть настроены в качестве либо входных, либо выходных; они не могут действовать одновременно в обоих направлениях.
Портом называется набор цифровых линий, сконфигурированных в одном направлении, которыми можно пользоваться в одно и то же время. Количество цифровых линий каждого порта зависит от типа платы, но большая часть портов состоит из четырех или восьми цифровых линий. Например, многофункциональная плата ввода/вывода может содержать восемь цифровых линий, сконфигурированных в один 8-канальный порт, два 4-канальных порта или даже восемь 1-канальных портов. Порты указываются как цифровые каналы, аналогично аналоговым каналам. На рис. 11.18 приведена схема взаимосвязи цифровых линий и каналов типичного прибора сбора данных.
Состоянием называется один из двух возможных статусов цифрового канала: логическое ИСТИНА (то же, что и логическая 1 или «оп») или логическое ЛОЖЬ (то же, что и логический 0 или «off»).
Шаблон представляет собой последовательность цифровых состояний, часто выражаемую в виде двоичного числа, которое описывает состояния каждого из
Рис. 11.18. Цифровые порты и линии типичного прибора сбора данных
Если значение напряжения в цифровой линии лежит в промежутке от 0,8 до 2 В, отклик канала неизвестен. Такой сигнал называется неопределенным, потому что неизвестно, какое значение он примет после схемы оцифровки.
Упражнение 11-3: Цифровой ввод
Давайте поработаем с цифровыми данными. С помощью ЭВП ИА() Азз1з1ап1 мы считаем значение цифровых линий платы сбора данных.
Рис. 11.19. Настройка задачи: считывание цифровых линий в окне настройки DAQ Assistant
Рис. 11.20. Выбор нескольких физических каналов для задачи измерения
Рис. 11.21. Настройка сбора данных: 1 отсчет по требованию
6. Подтвердите кнопкой ОК, диалог настройки задачи DAQ Assistant закроется, LabVIEW начнет создавать ВП DAQ Assistant.
7. Постройте лицевую панель и блок-диаграмму, как показано на рис. 11.22 и 11.23.
Рис. 11.22. Лицевая панель ВП этого упражнения
Рис. 11.23. Блок-диаграмма ВП этого упражнения
Поздравляем, вы считали цифровые данные. Если вам интересно, воспользуйтесь DAQ Assistant для других операций сбора данных. Попробуйте буферизованный или непрерывный сбор цифровых данных. Попробуйте воспользоваться
DAQ Assistant для генерации цифровых данных: включать и выключать светодиоды, задавая значение. С DAQ Assistant это так просто.
Теперь мы перейдем к более сложным темам: посмотрим, как работает N1- DAQmx, и воспользуемся его ВП в LabVIEW, чтобы настроить NI-DAQmx задачи сбора данных самостоятельно.
Цифровой рубль: зачем он запускается и как будет работать
Что такое цифровой рубль
Цифровой рубль — третья форма денег, которая может быть запущена в России наряду с наличными и безналичными денежными средствами. Эмитентом крипторублей будет сам ЦБ.
Новая форма денег будет выпускаться в виде цифрового кода и храниться на электронных кошельках в Банке России — в отличие от безналичных денег, которые лежат на счетах в коммерческих банках.
Банк России начал обсуждать возможность появления в России цифрового рубля в конце 2020 года, когда выпустил консультационный доклад для общественных обсуждений с участниками финансового и платежного рынков. В частности, в нем ЦБ объяснял необходимость внедрения цифрового рубля следующими причинами:
Подробностей того, как именно будет реализована технология, еще нет. Прототип платформы цифрового рубля начнет создаваться в декабре 2021 года. Тестирование самого проекта намечено на 2022 год, тогда же будет начата работа над изменениями в законодательстве, необходимыми для запуска цифрового рубля. По итогам тестирования будет сформирована дорожная карта внедрения платформы цифрового рубля.
Как будет работать цифровой рубль
Формат работы цифрового рубля Банк России определил в апреле 2021 года.
Преимущества и недостатки цифрового рубля
«Цифровой рубль может быть использован для тех же целей, что и традиционный: переводы, оплата товаров, а также как надежный способ сохранения денежных средств», — объясняет РБК Трендам представитель Промсвязьбанка.
Плюсы
Минус
Влияние на банковский бизнес
Введение цифрового рубля может сократить комиссионные доходы банков от расчетных/транзакционных операций физических лиц и от оказания услуг корпоративным клиентам по обработке наличной выручки, считает Тарасов из РСХБ.
Если модель банка не строится на обслуживании бюджетников, а сам банк конкурирует за счет сервиса, программ лояльностей и спектра инструментов, то у такого банка может появиться больше возможностей для развития и заработка, если ЦБ предложит банкам интересные условия по организации снятия наличных или проведению операций по цифровым кошелькам, считает представитель МКБ. Он добавил, что сам Банк России хоть и будет являться оператором платформы цифрового рубля, но не обладает собственной инфраструктурой в виде экварийнга, банкоматов или терминалов.
Среди банковских издержек также возможен отток клиентских средств с текущих банковских счетов в цифровой рубль, что повлияет на ликвидность банков и приведет к удорожанию средств, привлеченных от физических лиц, добавляет Тарасов. На это обращал внимание и ЦБ: «Пытаясь избежать излишнего перетока высоколиквидных пассивов в цифровой рубль и сохранить возможность заработать на таких пассивах, банки вынуждены будут поднять ставки по остаткам на таких счетах (зарплатных, расчетных, текущих)».
Есть ли шансы на успех проекта
Востребованность цифрового рубля будет зависеть от путей и способов его введения, рассуждает Тарасов: «Например, если средства по госзаказу будут предоставляться в цифровом виде, а также выплачиваться зарплата бюджетников и социальные трансферты, то он может очень быстро войти в ежедневное использование и завоевать популярность».
Также популярность цифрового рубля будет во многом зависеть от предпочтений и привычек клиентов, которые могут сильно варьироваться по секторам, регионам и социальным группам, добавляет Тарасов.
Потребители в России используют не один платежный инструмент, а корзину, где есть и наличные, и карты, и СБП, и платежи через смартфон, говорит Кривошея. Поэтому нет оснований полагать, что цифровой рубль единолично разрушит эту тенденцию — скорее всего, он станет еще одним инструментом в такой корзине.
Согласно опросам Центра исследования финансовых технологий «Сколково»-РЭШ, около половины россиян проявляют интерес к использованию цифрового рубля. Резкое «нет» сказали только 22%. «Это не значит, что все эти люди действительно будут пользоваться цифровым рублем, когда он будет доступен, но, в целом, россияне настроены оптимистично. Основная причина востребованности: привычка к инновациям. Помимо этого, россияне часто следуют одной из трех стратегий: поиску безопасности, удобства и скорости или финансовых выгод из-за безналичных платежей. Можно ожидать, что эти же стратегии и факторы будут актуальны и в цифровом рубле», — считает Кривошея.
Международный опыт
«Варианты использования цифровых валют изучают около 80% центральных банков, а 40% уже тестируют концепции цифровых валют, при этом список стран и кейсов постоянно пополняется», — говорит РБК Трендам гендиректор «Ассоциации ФинТех» Татьяна Жаркова. «ФРС США намерена выпустить консультационный документ по цифровому доллару, ЦБ Казахстана запускает общественные консультации по выпуску цифрового тенге на основе опубликованного банком отчета, регулятор Израиля запустил публичные консультации по поводу потенциального выпуска цифрового шекеля», — привела примеры Жаркова.
Ряд стран уже перешел от исследований и консультаций к технологическим разработкам:
Запуск ЦВЦБ (цифровых валюты центральных банков) — один из главных трендов на рынке финансовых услуг 2021 года и пока он подкрепляется, скорее, интересом к цифровому суверенитету и нацелен на внутренние платежи, нежели на международные расчеты. Кривошея подчеркивает, что интеграция ЦВЦБ между собой — второстепенный фактор для большинства проектов. Однако существует ряд инициатив, нацеленных именно на международные расчеты, например, между Банком Японии и Европейским центральным банком (проект Stella). Такие интеграции запускаются для цифровизации международной торговли и финансовых потоков между странами.
Промышленные цифровые (дискретные) входы — это не просто подсчет 0 или 1
Насколько сложно отслеживать бинарную электронную систему? Она может находиться только в одном из двух состояний: включено или выключено, открыто или закрыто, 0 или 1. Хотя это может быть правильным, но давайте предположим, что нет строгого определения того, какие уровни напряжения составляют «0» или «1». Давайте теперь также предположим, что уровни напряжения для 0 или 1 могут изменяться во время передачи. Это может быть по нескольким причинам — электромагнитный шум, сопротивление линии, электростатический разряд (ESD), скачки напряжения или даже их комбинация.
Как вы можете быть уверены, что то, что ранее было обозначено как 0, по-прежнему равно 0, а то, что было обозначено как 1, по-прежнему равно 1? Представьте также, что вы пытаетесь отслеживать десятки этих сигналов одновременно и быстро. То, что первоначально могло показаться относительно тривиальной задачей, поднялось на совершенно новый уровень сложности. Добро пожаловать в мир цифрового или дискретного входа (DI), подмножества модулей ввода / вывода, которые расположены между промышленными датчиками и программируемым логическим контроллером (ПЛК).
В этом конструктивном решении мы рассмотрим множество (иногда противоречивых) требований для успешной схемы цифрового входа и предложим решение, которое решает проблему успешной работы в современной промышленной среде.
Что такое цифровой вход?
Задачей схемы дискретного входа (DI) является получение двоичного сигнала, передаваемого промышленным датчиком в заводском цехе, и его «кондиционирование». Это сделано для того, чтобы ПЛК мог безопасно и надежно интерпретировать его, контролируя состояние этого датчика. Примеры таких двоичных сигналов включают в себя кнопочные переключатели, которые определяют, был ли элемент оборудования включен или выключен, и датчики, которые определяют, превышен ли порог давления или температуры. В этом и заключается ключ к первому вызову для схемы DI: нет единого определения того, как должен выглядеть сигнал, поступающий от промышленного датчика / преобразователя.
Гибкость и конфигурируемость
В настоящее время в промышленном стандарте IEC61131-2 существует три различных типа промышленных датчиков с понижающим напряжением 24 В постоянного тока.
Тип 1: Электромеханический
Тип 2: Дискретный мощный полупроводник
Тип 3: Полупроводника с малой потребляемой мощностью (ток ≤ 2 мА)
Ранние схемы цифровых входов были построены с использованием дискретных компонентов (рисунок ниже). Даже с пользовательской схемой ограничения тока этот тип схемы дискретного входа потребляет ток более 5 мА. Очевидно, что это сделало его непригодным для использования в качестве цифрового входа типа 3 (потребляя более чем вдвое больше требуемого тока)
Интеграция и масштабируемость
С ростом децентрализации и миниатюризации технологии управления производственными процессами стало необходимым «упаковать» как можно больше каналов в модули ввода-вывода, чтобы сэкономить место в шкафах управления. Это стремление к минимизации также повлияло на цифровые входы.
Сегодня обычные модули ввода / вывода содержат комбинации из 8, 16, 32 или даже 64 отдельных входных и выходных каналов в одном корпусе. Чтобы облегчить уровень интеграции, необходимо было уменьшить как физические размеры, так и потребление тока (и связанное с этим рассеяние тепла) цепей цифровых входов. Это требовало отхода от больших энергозатратных дискретных цепей. Современные многоканальные схемы цифрового входа построены с использованием технологии интегральных микросхем (IC), что позволяет достичь более низкого потребления тока, необходимого для дискретного входа типа 3, в гораздо меньшем форм-факторе.
Примером этого является восьмеричная интегральная схема цифрового входа (показанная ниже), которая работает как цифровой вход типа 1, типа 2 или типа 3. При использовании в качестве DI типа 3 он имеет программируемый ток от 0,5 мА до 3,4 мА на канал.
Чтобы уменьшить количество каналов, необходимых для взаимодействия с ПЛК, это устройство преобразует восемь токовых каналов цифрового входа 24 В в выход, совместимый с логическим последовательным периферийным интерфейсом (SPI) от 3,3 В до 5 В. Для систем с более чем восемью входами несколько устройств могут быть соединены последовательно, чтобы обеспечить доступ ко всем входам данных через один последовательный порт, обеспечивая еще более высокий уровень интеграции.
Надежность и целостность
Многоканальная интегральная микросхема цифрового входа должна быть достаточно надежной, чтобы работать в промышленных условиях — с высоким напряжением, электромагнитными шумом и импульсными наводками— чтобы измеренный сигнал датчика мог передаваться в ПЛК с высокой степенью надежности. Это требует определенной степени отказоустойчивости как на входах (на стороне поля), так и на выходах микросхемы.
В требовательных заводских условиях часто возникают переходные процессы напряжения, например, когда мощные системы электроприводов включаются и выключаются. Это может повлиять на показания датчика. Чтобы предотвратить это, каждый канал DI должен иметь фильтр подавления электромагнитных помех (ЭМП) с программируемой задержкой, который может удалять переходные пониженные / повышенные напряжения из сигнала датчика. Аналогично, другие средства диагностики на стороне входного поля включают в себя возможность обнаружения обрыва провода от датчика, состояния перегрева или сбоя в
подаче напряжения на сам датчик.
На стороне выхода, когда несколько входных каналов передаются по одному последовательному интерфейсу (SPI), возможность проверки ошибок (например, проверка циклическим избыточным кодом) последовательного битового потока гарантирует, что все показания датчика являются достоверными при передаче на ПЛК. Эта диагностика присутствует на ранее упомянутой восьмеричной интегральной схеме, которая работает непосредственно от напряжений на стороне входного поля (до 65 В) и включает надежную защиту от перенапряжений до 1 кВ.
Безопасность и надежность
Напряжения на стороне датчика, которые могут доходить до 65 В, намного выше, чем напряжения логического уровня, используемые ПЛК (обычно от 3,3 В до 5) В. Таким образом, если ПЛК случайно столкнется с более высокими напряжениями на стороне датчика, он может быть поврежден или выйдет из строя. Хуже того, такой сценарий может создать угрозу безопасности для пользователя оборудования. Чтобы этого не происходило, необходимо ввести гальваническую развязку между стороной входа сигнала (от датчика) и логической стороной. Выбранный изолятор должен работать со скоростью передачи интерфейса SPI цифровой входной ИС (в данном случае 10 Мбит / с).
Композитное решение цифрового входа с использованием изолятора, показанное на рисунке ниже, выдерживает напряжение электростатического разряда до 3,75 кВ среднеквадратичного значения. Это устройство не значительно увеличивает общее потребление тока, поскольку оно потребляет всего 3,4 мА (при 500 кГц).
Выводы
В данной статье мы рассмотрели ключевые проектные требования для компонента цифрового входа промышленного модуля ввода-вывода. Рассмотрев ограничения более старых реализаций дискретного входа, мы можем сделать вывод, что комбинированное решение, использующее многоканальный цифровой вход и изолированную интегральную схему, предлагает лучшую гарантию интеграции, масштабируемости, надежности, целостности, безопасности и надежности, необходимую для обнаружения сигналов датчиков в современной промышленной среде. Помимо промышленной автоматизации и управления электроприводами, представленные здесь примеры решений также подходят для автоматизации зданий и робототехники.
цифровой ввод
цифровой ввод
—
[Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.]
Тематики
Смотреть что такое «цифровой ввод» в других словарях:
цифровой ввод — skaitmeninis įvedimas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. digital input vok. Digitaleingabe, f rus. цифровой ввод, m pranc. introduction digitale, f … Radioelektronikos terminų žodynas
цифровой ввод сигнала электросвязи — цифровой ввод Процесс цифро цифрового преобразования сигнала электросвязи, при котором цифровой сигнал электросвязи приводится к виду, пригодному для передачи по цифровому каналу электросвязи. [ГОСТ 22670 77] Тематики сети передачи данных… … Справочник технического переводчика
Цифровой ввод сигнала электросвязи — 84. Цифровой ввод сигнала электросвязи Цифровой ввод Digital input Процесс цифро цифрового преобразования сигнала электросвязи, при котором цифровой сигнал электросвязи приводится к виду, пригодному для передачи по цифровому каналу электросвязи… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Цифровой ввод сигнала электросвязи — 1. Процесс цифро цифрового преобразования сигнала электросвязи, при котором цифровой сигнал электросвязи приводится к виду, пригодному для передачи по цифровому каналу электросвязи Употребляется в документе: ГОСТ 22670 77 Сеть связи цифровая… … Телекоммуникационный словарь
асинхронный цифровой ввод сигнала электросвязи — асинхронный ввод Цифровой ввод сигнала электросвязи, при котором используемые цифровые сигналы электросвязи не являются синхронными. Примечание В соответствии с видом используемых цифровых сигналов электросвязи различают гомохронный, мезохронный … Справочник технического переводчика
кодозависимый цифровой ввод сигнала электросвязи — кодозависимый ввод Цифровой ввод сигнала электросвязи, при котором может использоваться только определенный набор символов применяемого цифрового сигнала электросвязи. [ГОСТ 22670 77] Тематики сети передачи данных Синонимы кодозависимый ввод EN… … Справочник технического переводчика
кодонезависимый цифровой ввод сигнала электросвязи — кодонезависимый ввод Цифровой ввод сигнала электросвязи, при котором может использоваться любой набор символов применяемого цифрового сигнала электросвязи. [ГОСТ 22670 77] Тематики сети передачи данных Синонимы кодонезависимый ввод EN code… … Справочник технического переводчика
синхронный цифровой ввод сигнала электросвязи — синхронный ввод Цифровой ввод сигнала электросвязи, при котором используются только синхронные цифровые сигналы электросвязи. [ГОСТ 22670 77] Тематики сети передачи данных Синонимы синхронный ввод EN synchronous digital input … Справочник технического переводчика
Асинхронный цифровой ввод сигнала электросвязи — 88. Асинхронный цифровой ввод сигнала электросвязи Асинхронный ввод Asynchronous digital input Цифровой ввод сигнала электросвязи, при котором используемые цифровые сигналы электросвязи не являются синхронными. Примечание. В соответствии с видом… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Кодозависимый цифровой ввод сигнала электросвязи — 86. Кодозависимый цифровой ввод сигнала электросвязи Кодозависимый ввод Non code transparent input Цифровой ввод сигнала электросвязи, при котором может использоваться только определенный набор символов применяемого цифрового сигнала электросвязи … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
цифровой ввод
Смотреть что такое «цифровой ввод» в других словарях:
цифровой ввод — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN digital input … Справочник технического переводчика
цифровой ввод — skaitmeninis įvedimas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. digital input vok. Digitaleingabe, f rus. цифровой ввод, m pranc. introduction digitale, f … Radioelektronikos terminų žodynas
цифровой ввод сигнала электросвязи — цифровой ввод Процесс цифро цифрового преобразования сигнала электросвязи, при котором цифровой сигнал электросвязи приводится к виду, пригодному для передачи по цифровому каналу электросвязи. [ГОСТ 22670 77] Тематики сети передачи данных… … Справочник технического переводчика
Цифровой ввод сигнала электросвязи — 84. Цифровой ввод сигнала электросвязи Цифровой ввод Digital input Процесс цифро цифрового преобразования сигнала электросвязи, при котором цифровой сигнал электросвязи приводится к виду, пригодному для передачи по цифровому каналу электросвязи… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Цифровой ввод сигнала электросвязи — 1. Процесс цифро цифрового преобразования сигнала электросвязи, при котором цифровой сигнал электросвязи приводится к виду, пригодному для передачи по цифровому каналу электросвязи Употребляется в документе: ГОСТ 22670 77 Сеть связи цифровая… … Телекоммуникационный словарь
асинхронный цифровой ввод сигнала электросвязи — асинхронный ввод Цифровой ввод сигнала электросвязи, при котором используемые цифровые сигналы электросвязи не являются синхронными. Примечание В соответствии с видом используемых цифровых сигналов электросвязи различают гомохронный, мезохронный … Справочник технического переводчика
кодозависимый цифровой ввод сигнала электросвязи — кодозависимый ввод Цифровой ввод сигнала электросвязи, при котором может использоваться только определенный набор символов применяемого цифрового сигнала электросвязи. [ГОСТ 22670 77] Тематики сети передачи данных Синонимы кодозависимый ввод EN… … Справочник технического переводчика
кодонезависимый цифровой ввод сигнала электросвязи — кодонезависимый ввод Цифровой ввод сигнала электросвязи, при котором может использоваться любой набор символов применяемого цифрового сигнала электросвязи. [ГОСТ 22670 77] Тематики сети передачи данных Синонимы кодонезависимый ввод EN code… … Справочник технического переводчика
синхронный цифровой ввод сигнала электросвязи — синхронный ввод Цифровой ввод сигнала электросвязи, при котором используются только синхронные цифровые сигналы электросвязи. [ГОСТ 22670 77] Тематики сети передачи данных Синонимы синхронный ввод EN synchronous digital input … Справочник технического переводчика
Асинхронный цифровой ввод сигнала электросвязи — 88. Асинхронный цифровой ввод сигнала электросвязи Асинхронный ввод Asynchronous digital input Цифровой ввод сигнала электросвязи, при котором используемые цифровые сигналы электросвязи не являются синхронными. Примечание. В соответствии с видом… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Кодозависимый цифровой ввод сигнала электросвязи — 86. Кодозависимый цифровой ввод сигнала электросвязи Кодозависимый ввод Non code transparent input Цифровой ввод сигнала электросвязи, при котором может использоваться только определенный набор символов применяемого цифрового сигнала электросвязи … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации