Az adatgyűjtő rendszerekben a multiplexer olyan áramkörként vagy eszközként definiálható, amely több bemeneti jelet választ ki és egyesít egyetlen kimeneti vonallá.
Az adatgyűjtő rendszer átalakítói által generált jel általában nem alkalmas arra, hogy a vezérlő algoritmust generáló egység közvetlenül feldolgozza. Általában szükség van egy jelfeldolgozó szakaszra, amelyben a jel megfelelő továbbításához szükséges összes műveletet végrehajtják. A mérés magában foglalja az adatok közvetlen tárolását is egy numerikus processzor memóriájában.
A kondicionált jel jellemzően frekvenciaosztásos multiplexelésen (FDM) vagy időosztásos multiplexelésen (TDM) megy keresztül. Ez utóbbinál a különböző láncok kimeneteinek a rendszer memóriájához való csatlakoztatása szekvenciális, azaz előre meghatározott sorrendben történik.
Az egyes mérési láncokban az analóg jeleket egy analóg-digitális átalakító (ADC) digitális jellé alakítja, majd a nagyságrend értékének ábrázolása szerint kódolja és az amplitúdótartományhoz igazítja (programozott erősítés).
A szabályozott ipari folyamatokban általában több tucat érzékelő van, ezért nem költséghatékony minden egyes jelhez külön adatgyűjtő rendszert – erősítéssel, A/D átalakítással stb. együtt – fenntartani. Ezért az adatgyűjtés a bemenetnél egy jelmultiplexelő fokozatot igényel egyetlen adatgyűjtő csatornába, amelyet multiplexereknek nevezett speciális eszközökkel valósítanak meg.
Meghatározás
A multiplexer egy több bemenetből és csak egy kimenetből álló rendszer, amely több adatgyűjtő hálózatból érkező jeleket fogad. Az eszköz az összes bemeneti jelet egy mikroprocesszorhoz továbbítja, amely fogadja és feldolgozza az adatokat, továbbítja azokat a kimeneti eszközökhöz, és vezérli a rendszer egészét.
A multiplexeléssel egy mérőrendszer több jelet képes szekvenciálisan egyetlen digitális átalakítóra csatornázni, ezáltal alacsony költségű eszközt biztosít a rendszer csatornaszámának növelésére. A multiplexer kapcsolókészletből áll, és jelentős költségcsökkentést biztosít azáltal, hogy több bemenethez egyetlen A/D átalakítót használ. Mint ilyen, a multiplexer olyan áramkörnek vagy eszköznek tekinthető, amely lehetővé teszi, hogy egyetlen kapcsolat rendelkezésre álló kapacitását több átviteli csatorna között osszák meg.
A választócsapok segítségével egy és csak egy bemenet kommunikálhat az egyetlen kimenettel. A vezérlőegység az összes bemenetet sorban letapogatja, és az adott jelre vonatkozó mintavételi tételt tiszteletben tartó sebességgel olvassa be őket.
A multiplexerek lényegében arra szolgálnak, hogy egy adott sávszélességű hálózaton adott idő alatt továbbítható adatmennyiséget növeljék.
Típusok
Multiplexerek digitális és analóg jelekhez egyaránt léteznek. A digitális multiplexer több adatgyűjtő hálózatból érkező digitális bemeneti jelekkel rendelkezik. Az eszköz ezeket a bemeneti jeleket egy feldolgozó rendszerhez, jellemzően egy mikroprocesszorhoz továbbítja, amely fogadja és feldolgozza az adatokat, továbbítja azokat a kimeneti eszközökhöz, és vezérli a rendszer egészét. Az analóg multiplexer olyan eszköz, amely lehetővé teszi n analóg csatorna egyetlen analóg kimeneti csatornává történő átváltását. Ezt a kommutációt egy digitális jel vezérli, amely kódolja a kiválasztandó bemeneti csatornát. Az analóg multiplexer lehet egyvégű vagy kezelhet differenciális bemeneteket. Az egyvégű multiplexerben az eszköz az egyes analóg csatornák kommutálására van beállítva, míg a differenciális multiplexer differenciális jelekhez használható.
A G.M. International D2000 gyújtószikramentes multiplexelő rendszer digitális vagy hőmérsékleti terepi alkalmazásokhoz kapható. Pontosabban a sorozat tartalmaz egy átjáróegységet (D2050M), 16 bemenetű bővítő kártyákat termoelemek, RTD-k, mV vagy mA jelek hőmérsékletének fogadására (D2010M, D2011M), egy 32 bemenetű digitális bővítő kártyát (D2030M), valamint SPDT relékimenetekkel (D2052M) vagy nyitott kollektoros kimenetekkel (D2053M) ellátott jelismétlőket.
A tipikus alkalmazásokban a biztonságos zónába telepített átjáró (D2050M) kétvezetékes, gyújtószikramentes kommunikációt biztosít, és az I/O-kártyákat (D2010M, D2011M, D2030M) mind a jelekkel, mind a tápellátással ellátja. Az érzékelők közelében elhelyezett I/O-kártyák rögzítik és továbbítják az adatokat az átjáróhoz, amely ezután terepbuszos (redundáns Modbus) vagy soros (RS232) kimeneti jelet küld a biztonságos zónában lévő PLC/DCS-nek. A vezetékek és a vezérlőegység fedélzeti I/O-kártyáinak költségmegtakarítása jelentős, az adatgyűjtési rendszer optimalizálásával együtt.