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데이터계측분석 668

모드버스(Modbus) 장단점

Modbus 산업용 프로토콜은 자동화 장치 간의 통신을 가능하게 하기 위해 1979년에 개발되었습니다. 원래 직렬 계층을 통해 데이터를 전송하기 위한 애플리케이션 수준 프로토콜로 구현된 이 프로토콜은 직렬, TCP/IP 및 UDP(사용자 데이터그램 프로토콜)를 통한 구현을 포함하도록 확장되었습니다. Modbus는 애플리케이션 계층과 기본 네트워킹의 두 부분으로 구성됩니다. 애플리케이션 계층은 프로토콜의 핵심이며 많은 설계 제약 조건을 결정합니다. Modbus는 개방적이고 일반적이며 비교적 사용하기 쉽고 적용에 제한이 거의 없습니다. 그러나 단점이 있습니다. 대부분의 경우 사용자는 기존 센서 또는 Modbus를 통해 통신해야 하는 기타 장치와 같은 하드웨어 제약 때문에 사용할 수 밖에 없습니다. Modbu..

모드버스(Modbus) 프로토콜

Modbus는 자동화 장치 간의 통신을 가능하게 하기 위해 1979년에 개발된 산업용 프로토콜입니다. 원래 직렬 계층을 통해 데이터를 전송하기 위한 애플리케이션 수준 프로토콜로 구현된 Modbus는 직렬, TCP/IP 및 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP)을 통한 구현을 포함하도록 확장되었습니다. Modbus 프로토콜이란? Modbus는 마스터-슬레이브 관계를 사용하여 구현된 요청-응답 프로토콜입니다. 마스터-슬레이브 관계에서 통신은 항상 쌍으로 발생하며(한 장치는 요청을 시작한 다음 응답을 기다려야 함) 시작 장치(마스터)가 모든 상호 작용을 시작할 책임이 있습니다. 일반적으로 마스터는 HMI(Human Machine Interface) 또는 SCADA(Supervisory Control and Dat..

OPC UA(Unified Architecture)

OPC는 공장 현장의 장치, 실험실 장비, 테스트 시스템 설비 및 데이터베이스를 포함한 수많은 데이터 소스 간에 통신하기 위한 표준 인터페이스입니다. OPC Foundation은 모든 클라이언트가 현재 OPC 클래식이라고 하는 프로토콜을 사용하여 모든 OPC 호환 디바이스에 액세스할 수 있도록 하는 표준 인터페이스 집합을 정의했습니다. 이 프로토콜은 Microsoft 기반 COM/DCOM 기술을 사용하여 DA(데이터 액세스), HDA(기록 데이터 액세스) 및 A&E(경보 및 이벤트)에 대한 표준 사양을 제공합니다. 1990년대에는 이 기술을 기반으로 하는 프로토콜이 합리적이었지만, OPC Classic은 보안 문제 및 플랫폼 종속성의 형태로 Microsoft Windows 플랫폼에 대한 이러한 의존으로 ..

제어계측 시스템에 적합한 하드웨어 인터페이스 선정방법

계측기에 연결하기 위한 버스가 매우 다양할 경우, 어플리케이션 요구에 적합한 버스를 선택하기가 어려울 수 있습니다. 각 버스는 서로 다른 장점과 최적화를 가지고 있습니다. 기기와 컴퓨터에서 사용할 수 있는 버스는 무엇입니까? 계측기는 일반적으로 계측기를 제어할 수 있는 하나 이상의 버스 옵션을 제공하며, PC는 일반적으로 계측기 제어를 위한 여러 버스 옵션을 제공합니다. PC에 기본적으로 계측기에 있는 버스가 없는 경우 일반적으로 플러그인 보드 또는 외부 변환기로 추가할 수 있습니다. 계측기 제어를 위한 많은 버스가 있으며 다음과 같은 일반적인 범주로 나눌 수 있습니다. 독립형 버스는 랙앤스택(rack-and-stack) 계측기와 통신하는 데 사용됩니다. 여기에는 GPIB와 같은 테스트 및 측정 전용 버..

옴의 법칙과 기본 아날로그 회로 개념

저항: 저항은 자신을 통과하는 전류의 흐름에 반대하는 매체의 특성으로 정의할 수 있습니다. 저항의 단위는 그리스 문자 Ω(오메가)로 표시되는 옴입니다. 저항과 관련된 전력 값은 저항이 과열되지 않고 열로 발산할 수 있는 전력량으로 정량화됩니다. 저항(R)을 통과하는 전류(I)는 다음과 같이 정의됩니다. 1메가옴 저항의 경우 10볼트 적용으로 인한 전류는 10마이크로암페어가 됩니다. 그림 1. 옴의 법칙의 간단한 표현 옴의 법칙은 전압 전위, 회로에 흐르는 전류 및 회로의 저항 사이의 위의 관계를 설명하는 기본 방정식입니다. 부하 저항(R)에서 소비되는 전력은 전류와 전압의 곱으로 정의됩니다. 권력에 대한 다른 관계는 대체를 사용하여 옴의 법칙을 적용함으로써 쉽게 도출 될 수 있습니다. (R)에서 소비되는..

아날로그 전압 입력으로 전류 측정

전류는 아날로그 입력을 사용하여 직접 측정할 수 없습니다. 그러나 알려진 저항 (션트 저항)을 부하와 직렬로 배치하고 그 양단의 전압을 측정하면 옴의 법칙을 사용하여 부하를 통과하는 전류를 계산할 수 있습니다. 그림 1 : 옴의 법칙 이 구성의 측정 정확도는 저항 정확도에 따라 크게 달라집니다. 최대 예상 전류에 저항을 곱한 값이 입력 장치의 입력 범위를 초과하지 않는한 모든 저항을 사용할 수 있습니다. 이러한 방식으로 전류를 측정할 때, 부하 저항에 비해 션트 저항의 최소값을 사용해야 합니다. 이렇게하면 기존 회로에 간섭이 최소화됩니다. 그러나 저항이 작을수록 전압 강하가 작아 지므로 해상도와 회로 간섭 사이의 절충안을 만들어야합니다. 참고 : 션트 저항의 손상을 피하기 위해 전류를 통과하는 전류가 션..

2개의 싱킹 I/O 또는 2개의 소싱 I/O 연결

싱킹 입력을 싱킹 출력에 연결하는 방법 : 싱킹 출력에 연결된 싱킹 입력에는 접지와 부하가 있지만 전압 소스는 없으므로 전압 소스를 회로에 추가해야합니다. 이것은 전압 소스에 대한 I / O의 출력 사이에 "Pull-Up"저항을 추가하여 수행 할 수 있습니다. 그러면 전압 소스가 소싱 I / O와 저항에 의해 제공되는 전압 소스가 추가되어 전압 소스가 접지에 단락되는 것을 방지 할 수 있습니다. 아래 그림은 싱킹 입력 및 싱킹 출력과 함께 레지스터와 전압 소스를 연결하는 방법을 보여줍니다. 저항은 두 가지 요구 사항을 충족해야합니다. 첫째, 저항의 저항은 라인이 싱킹 출력에 의해 접지에 연결될 때 적절한 부하를 제공 할만큼 충분히 높아야합니다. 둘째, 저항은 싱킹 출력이 꺼져있을 때 라인을 지상에서 끌어..

4-20 mA 전류 루프에 대한 기본 사항, 시스템 설계 및 설정

1950년대부터 전류 루프는 공정 모니터링 및 제어를 위해 변환기 데이터를 전송하는 데 사용되었습니다. 낮은 구현 비용, 노이즈에 대한 고유한 내성 및 장거리 신호 전달 기능을 갖춘 전류 루프는 산업 환경에 특히 적합한 것으로 입증되었습니다. 이 백서는 전류 루프의 기본 사항, 시스템 설계 및 설정에 대해 중점적으로 설명합니다. 전류 루프 기본 사항 전류를 사용하여 트랜스듀서 데이터 전송 산업용 등급의 변환기는 일반적으로 전류 신호를 사용하여 데이터를 전송합니다. 이는 전압 신호를 사용하는 열전대 및 저항성 스트레인 게이지와 같은 대부분의 다른 트랜스듀서와 대조됩니다. 전압 기반 트랜스듀서는 많은 환경에서 충분하지만 전류 기반 트랜스듀서가 선호되는 경우가 있습니다. 예를 들어, 산업 환경에서 전압을 사용..

측정 노이즈 줄이는 방법

측정 정확성을 보장한다는 것은 종종 데이터 시트에서 사양을 읽는 것 이상을 의미합니다. 전기 환경의 맥락에서 응용 분야를 이해하는 것은 특히 시끄럽거나 산업 환경에서 성공을 보장하는 데에도 중요합니다. 접지 루프, 높은 공통 모드 전압 및 전자기 복사는 모두 신호에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 잡음의 일반적인 예입니다. 측정 시스템에는 적절한 차폐, 케이블 연결 및 종단을 포함하여 노이즈를 줄이기 위한 많은 기술이 있습니다. 그러나 이러한 일반적인 모범 사례 외에도 더 나은 노이즈 내성을 보장하기 위해 할 수 있는 일이 더 있습니다. 다음 5가지 기술은 보다 정확한 측정 결과를 얻기 위한 지침 역할을 합니다. DC 공통 모드 전압 제거 매우 정확한 측정은 종종 차동 판독에서 시작됩니다. 이상적인 차동 ..

전류 측정방법

전류 개요 전류는 전하량의 흐름입니다. 전류의 SI 단위는 암페어(A)이며, 이는 초당 1쿨롱의 전하 흐름과 같습니다. 전류를 측정하는 방법에는 여러 가지가 있지만 가장 일반적인 방법은 정밀 저항기의 전압을 측정하고 옴의 법칙을 사용하여 저항기의 전류를 측정하여 간접 측정을 수행하는 것입니다. 전류의 기초 단선 전도성 금속에서는 많은 전자가 이동할 수 있거나 자유롭게 움직입니다. 금속 도선이 배터리와 같은 DC 전압 소스의 두 단자에 연결되면 소스는 도체에 전기장을 생성합니다. 접촉하는 순간 도체의 자유 전자는 이 자기장의 영향으로 양극 단자 쪽으로 강제로 이동됩니다. 따라서 자유 전자는 일반적인 단선 도체에서 전류 캐리어입니다. 전류 속도가 1암페어인 경우, 도체가 통과하는 가상의 평면을 통해 매초마다..

데이터 계측과정에서 생기는 고스팅 현상을 제거하는 방법

측정에서 예기치 않은 전압이 발생하거나 한 채널에서 샘플링 만하는 중에 예기치 않게 측정값이 사라진다면 이는 신호 간의 고스트 (ghosting) 때문일 수 있습니다. 다중화 된 장치에서 높은 샘플 속도를 사용할 때 고스트가 발생할 수 있습니다. 고스팅 현상을 해결하려면 다음 단계를 완료하십시오. 소스 임피던스가 낮은 트렌스듀서(Transducer)를 선택하십시오. 샘플링 속도를 줄이고 채널 간 지연을 늘려서 앰프(Amplifier)의 안정 시간(Settling Time)을 충분히 확보하십시오. 소스 임피던스를 1kΩ 미만으로 줄이기 위해서 전압 팔로워(Follower) 또는 버퍼 회로를 구현하십시오. 신호를 배열하여 채널 간 전압 스윙을 최소화하십시오. 높은 임피던스 채널을 스캔 목록의 첫 번째 채널로..

Floating 신호를 측정하는데 가장 적합한 모드

Floating 신호를 측정하기 위해서 추천되는 방법은 differential 모드입니다. 이 방법은 노이즈를 제거하여 신호대 잡음비를 향상시키는 common mode rejection 기능을 제공합니다. 그렇기 때문에, 컴퓨터로부터 거리가 떨어진 곳에서 낮은 레벨의 전압(온도센서와 같은 mV 레벨)을 측정할 때에는 differential 모드가 적합합니다. Differential 모드를 사용하는데 있어서의 단점은 referenced single-ended(RSE) 또는 non-referenced single-ended(NRSE) 모드와 비교하여 사용가능한 채널 수가 반으로 줄어드는 것입니다. 만일 높은 레벨의 전압 신호(약 2V 이상)를 측정하면서 differential 모드가 제공하는 채널수보다 더 ..

열전쌍의 분류와 올바른 신호 연결 방법

표준 열전쌍 분류(타입)은 절연과 피복의 색상으로 식별할 수 있습니다. 미국 국립 표준 협회(ANSI)는 열전쌍을 구분하고 사용하기 쉽게하기위해 열전쌍 타입별 일련 스펙을 지정하였습니다. 아래의 표는 열전쌍 타입별 표준 색상 코드와 각 타입별 신호극성을 표기한 것 입니다. 만약 가지고 있는 열전쌍을 아래의 표에서 찾을 수 없는 경우는 ANSI의 표준을 따르지 않은 열전쌍인 경우입니다. 열전쌍을 구매한 업체에 해당 열전쌍의 사용방법, 교정과 정확도 관련 정보를 요청하시기 바랍니다. 색상코드는 국가별로 차이가 있을 수 있습니다. 열전쌍의 분류와 올바른 신호 연결 방법 - National Instruments (ni.com)

DC 신호 측정시 AC 잡음을 제거하는 방법

AC 잡음(Noise)은 저역 통과 필터를 사용하여 DC 측정에서 걸러낼 수 있습니다. 저역 통과 필터를 만들려면 아래에 나와있는 RC (Resistor-Capacitor) 회로를 적용하면 됩니다. 컷오프 주파수가 제거하려는 잡음 신호의 주파수보다 낮도록 저항과 커패시턴스를 선택하십시오. 컷오프 주파수는 다음과 같이 계산됩니다. 컷오프 주파수 = 1 / (2 × π × R × C) 단, R = 저항 값 (단위 : Ohms) C = 커패시터 값 (단위: Farads) DC 신호 측정시 AC 잡음을 제거하는 방법 - NI

아날로그 신호를 위한 필드 와이어링 및 노이즈 고려사항

신호 소스와 측정 시스템의 유형 센서에 연결된 신호 컨디셔닝 회로가 가장 보편적으로 생성하는 전기 신호는 전압입니다. 거친 환경에서 긴 케이블을 통해 신호를 전달해야 하는 경우에는 전류나 주파수 등의 다른 전기 현상으로 변환되기도 합니다. 이러한 신호들은 사실상 전부 측정 전에 다시 전압 신호로 변환되므로, 전압 신호 소스를 이해하는 것이 매우 중요합니다. 전압 신호는 두 지점 사이의 전위차로 측정합니다. 이는 그림 1에 설명되어 있습니다. 그림 1. 전압 신호 소스와 측정 시스템 모델 전압 소스는 접지와 비접지(플로팅)의 두 가지 종류로 분류할 수 있습니다. 마찬가지로 측정 시스템도 접지 또는 접지 참조와 비접지(플로팅)의 두 가지 종류로 분류할 수 있습니다. 접지 또는 접지 참조된 신호 소스 접지 소..

모듈형 SMU(소스 측정 유닛) 사용 시 고려 사항

IV 경계 디바이스에 적절한 IV 경계와 함께 SMU를 사용하는 것은 어플리케이션 성공에 있어 매우 중요합니다. IV 경계는 일반적으로 그림 1과 같이 사분면 다이어그램에 표시되며 SMU가 소싱 또는 싱킹할 수 있는 전압 및 전류 값을 전달합니다. 소싱과 싱킹이라는 용어는 디바이스로 들어오고 나가는 전원의 흐름을 나타냅니다. 전원을 소싱하는 디바이스는 로드에 전원을 전달하는 반면, 전원을 싱킹하는 디바이스는 로드처럼 작동하여 내부로 유입되는 전원을 흡수하고 전류의 반환 경로를 제공합니다. 그림 1. 소싱 및 싱킹 영역을 나타내는 사분면 다이어그램 위의 사분면 다이어그램을 살펴보면 사분면 I과 III은 소싱 전원을 나타내고, 사분면 II와 IV는 싱킹 전원을 나타냅니다. 사분면 I과 III 모두에서 전원을..

시리얼 통신의 루프백 테스트

루프백 테스트는 동일한 직렬 포트에서 데이터를 송수신하여 직렬 통신의 작동을 확인할 수 있습니다. 타사 하드웨어에 연결할 필요없이 직렬 포트, 케이블 또는 메시지를 생성하여 소프트웨어에 문제가있는 지 확인할 수 있습니다. 루프백 테스트는 RS-232, RS-422 및 RS-485 직렬 통신에 사용할 수 있습니다. 하드웨어 연결 하드웨어를 올바르게 연결하려면 아래 섹션을 참조하십시오. 사용중인 직렬 통신 프로토콜 (RS-232 대 RS-422 / 485)과 사용중인 직렬 커넥터 유형을 식별합니다. 참고 : 제공되는 핀 다이어그램은 암(Female) 커넥터 용입니다. RS-232 RS-232 포트에서 전송 (TXD) 신호를 수신 (RXD) 신호에 연결합니다. 커넥터 유형에 따라 아래 핀을 참조하십시오. 연결..

오픈 드레인 (오픈 컬렉터) 또는 푸시-풀 (액티브 드라이브)로 NI 디바이스 구성

먼저 장비의 사용자 매뉴얼을 열어 푸시-풀(액티브 드라이브 또는 소싱이라 불리기도 함)과 오픈-드레인(오픈 컬렉터 또는 싱킹이라 불리기도 함)을 모두 지원하는지 확인해야 합니다. 참고 : 모든 NI-DAQ 디바이스를 싱킹 또는 소싱으로 설정할 수 있는 것은 아닙니다. 양방향 싱크/소싱 디지털 디바이스로 나열된 대부분의 장비는 특정 방식으로 배선되어 있어야 합니다. 다음으로 오픈 드레인이 무엇을 의미하는지 간단히 설명하겠습니다. 오픈-드레인(MOSFET) 또는 오픈 컬렉터 (BJT)는 하나의 저항을 풀다운 또는 풀업 저항으로 사용하여 디지털 라인을 하이 또는 로우로 변환시키는 회로를 의미합니다. 기본적으로 회로는 그라운드나 5V로 연결된 경로 사이에 저항을 가지고 있습니다. 그러므로 트랜지스터가 꺼져있을 ..

디지털 I/O의 Sinking과 Sourcing 차이점

싱킹 및 소싱은 부하에서 직류 흐름 제어를 정의하는 데 사용되는 용어입니다. 싱크 디지털 I/O (입력/출력)는 로드에 접지된 연결을 제공합니다. 소싱 디지털 I/O는 부하에 전압 소스를 제공합니다. 디지털 출력에 연결된 하나의 디지털 입력으로 구성된 간단한 회로를 생각해보십시오. 회로에는 전압 소스, 접지 및 부하가 필요합니다. 소싱 디지털 I/O는 회로에 필요한 전압을 제공합니다. 싱킹 디지털 I/O는 회로에 필요한 접지를 제공합니다. 디지털 입력은 회로가 작동하는 데 필요한 부하를 제공합니다. 그림 1은 소싱 디지털 입력에 연결된 싱킹 디지털 출력을 보여줍니다. 이 회로에서 싱킹 디지털 입력이 제공되어 부하가 접지로 연결됩니다. 그림 2는 싱킹 디지털 입력에 연결된 소싱 디지털 출력을 보여줍니다. ..

어플리케이션 사이에서 데이터 스트리밍하기 및 명령 전송하기

데이터 스트리밍하기와 명령 전송하기는 두 개의 LabVIEW 어플리케이션 사이에서 데이터를 전송하는 통신 모델입니다. 네트워크 스트림을 사용하여 이러한 태스크를 수행할 수 있습니다. 네트워크 스트림은 데이터 손실이 없고, 단일 방향 일대일 통신 채널로, 발신자와 수신자 끝포인트로 구성됩니다. 네트워크 스트림 함수 및 네트워크 스트림 끝포인트 프로퍼티를 사용하여 네트워크 스트림으로 어플리케이션을 디자인합니다. 노트 네트워크 스트림은 Windows와 Real-Time 시스템에서만 사용할 수 있습니다. 네트워크 스트림을 사용하여 LabVIEW 클래스 및 대부분의 참조 번호를 제외한 모든 LabVIEW 데이터 타입을 전송할 수 있습니다. 네트워크 스트림을 사용하여 전송할 수 있는 유일한 참조 번호는 비전 이미지..

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