CM2272, SAR ADC, haute vitesse, 2 MSPS, 16 bits

Aperçu :
Dans un système de contrôleur logique programmable (PLC), la mesure et le contrôle précis des signaux analogiques sont essentiels pour divers processus d'automatisation industrielle. Le CM2272, un convertisseur analogique-numérique SAR haute vitesse double canal de 16 bits avec échantillonnage synchrone, constitue une solution idéale pour ces applications grâce à sa capacité à fournir une conversion analogique-numérique rapide et précise avec une entrée entièrement différentielle. Ce cas décrit comment le CM2272 peut être utilisé dans un PLC pour la surveillance et le contrôle en temps réel dans un environnement d'automatisation industrielle.

Composants du système :

1. Convertisseur analogique-numérique CM2272 : Le composant principal permettant de convertir les signaux analogiques en signaux numériques pour le traitement par l'automate programmable (PLC).

2. PLC : Un contrôleur programmable utilisé pour automatiser divers processus industriels tels que la régulation de température, la commande de vitesse des moteurs et la surveillance de pression.

3. Capteurs/Actionneurs : Divers capteurs industriels, tels que des capteurs de température, des capteurs de pression ou des codeurs moteur, fournissent les signaux analogiques à mesurer.

4. Interface de communication : Une interface de communication telle que SPI ou un protocole série personnalisé est utilisée pour transférer les données entre le CM2272 et le PLC.

5. Alimentation : Le système fonctionnera dans la plage de tension prise en charge par le CM2272 (par exemple, 2,5 V pour la tension de référence interne, plage VDD de 3,3 V à 5 V).

Exemple d'application commandée par PLC : Contrôle de la vitesse du moteur

Dans cet exemple, le CM2272 est utilisé dans un système de contrôle de vitesse de moteur, où l'automate programmable (PLC) est chargé de réguler la vitesse d'un moteur en fonction des données en temps réel provenant d'un tachymètre ou d'un codeur.

Étapes clés dans l'application :

1. Acquisition du signal analogique :

   • Le tachymètre ou l'encodeur génère un signal de tension analogique proportionnel à la vitesse du moteur. Ce signal analogique est envoyé vers les entrées entièrement différentielles du CM2272.

   • Le CM2272 échantillonne le signal à 2 MSPS avec une résolution de 16 bits et le convertit en un signal numérique pour un traitement ultérieur par l'automate (PLC).

2. Transmission des données vers l'automate :

   • Les données numériques provenant du CM2272 sont transmises à l'automate via une interface SPI. L'automate est configuré pour lire les données du CM2272 à intervalles réguliers.

   • L'automate traite les données afin de déterminer la vitesse du moteur et la compare à une valeur cible prédéfinie.

3. Traitement et commande :

   • L'automate utilise les données de vitesse du moteur pour prendre des décisions. Si la vitesse du moteur s'écarte de la valeur cible, l'automate envoie des signaux de commande pour ajuster la vitesse du moteur, par exemple en contrôlant la sortie d'un variateur de fréquence (VFD) ou en ajustant l'alimentation du moteur.

   • La boucle de contrôle fonctionne en temps réel, le PLC surveillant continuellement la vitesse du moteur et ajustant les paramètres de commande du moteur pour maintenir la vitesse souhaitée.

4. Surveillance et rétroaction :

   • Le PLC peut également surveiller les performances de l'ensemble du système, notamment en détectant les anomalies de la vitesse du moteur et en ajustant des paramètres tels que l'accélération, la décélération et le couple.

   • La grande précision du CM2272 (SNR de 90,4 dB, THD de -108 dB) garantit que les données de vitesse du moteur sont fiables et peuvent être utilisées pour une commande précise.

5. Alertes système :

   • Si la vitesse du moteur dépasse les limites sécuritaires ou descend en dessous du seuil requis, le PLC peut déclencher des alarmes ou des procédures d'arrêt afin de protéger le moteur contre les dommages.

   • Le système peut être configuré pour enregistrer des données destinées à une analyse ultérieure, permettant aux équipes de maintenance de détecter précocement d'éventuels problèmes et d'éviter les arrêts imprévus.

Principaux avantages de l'utilisation du CM2272 dans un système PLC :

1. Haute précision et vitesse : La résolution de 16 bits et la fréquence d'échantillonnage de 2 MSPS du CM2272 garantissent une mesure précise et rapide de la vitesse du moteur, permettant un contrôle exact.

2. Entrées pleinement différentielles : La capacité à prendre en charge des entrées pleinement différentielles assure une haute intégrité du signal et une immunité au bruit, ce qui est particulièrement important dans les environnements industriels fortement perturbés électriquement.

3. Synchronisation double canal : La fonctionnalité double canal permet l'échantillonnage simultané de plusieurs signaux, ce qui est utile dans les applications utilisant plusieurs capteurs, comme la surveillance simultanée de la vitesse et de la charge du moteur.

4. Faible consommation d'énergie : La faible consommation d'énergie du CM2272 (3,5 mW à 1 MSPS) le rend adapté aux systèmes embarqués où l'efficacité énergétique est critique.

5. Large plage de température : Avec une plage de température de fonctionnement allant de -40 °C à 125 °C, le CM2272 peut fonctionner dans des environnements industriels sévères.

Conclusion :

Le convertisseur analogique-numérique CM2272 peut considérablement améliorer les performances des systèmes basés sur automate programmable (PLC), en offrant une conversion analogique-numérique précise et à haute vitesse dans des applications telles que la commande de moteurs. Ses capacités doubles voies et à haute vitesse, ainsi que son entrée entièrement différentielle et son interface série flexible, en font un composant précieux pour un large éventail de systèmes d'automatisation industrielle. La combinaison de précision, de fiabilité et de faible consommation d'énergie garantit un fonctionnement efficace du système dans des conditions exigeantes, conduisant à une meilleure maîtrise des processus et à des performances système accrues.