In gegevensverzamelsystemen kan een multiplexer worden gedefinieerd als een schakeling of apparaat dat meerdere ingangssignalen selecteert en combineert tot een enkele uitgangslijn.

Het signaal dat wordt gegenereerd door de transductoren van een gegevensverzamelsysteem is in het algemeen niet geschikt voor rechtstreekse verwerking door de eenheid die een besturingsalgoritme genereert. Normaal moet er een signaalverwerkingsstadium zijn waarin alle bewerkingen worden uitgevoerd die nodig zijn om het signaal op de juiste wijze door te geven. De meting houdt ook in dat de gegevens rechtstreeks in het geheugen van een numerieke processor worden opgeslagen.

Het geconditioneerde signaal ondergaat gewoonlijk frequency-division multiplexing (FDM) of time-division multiplexing (TDM). In het laatste geval worden de uitgangen van de verschillende ketens sequentieel, d.w.z. in een vooraf bepaalde volgorde, op het geheugen van het systeem aangesloten.

In elke meetketen worden de analoge signalen door een analoog/digitaal-omzetter (ADC) in digitale signalen omgezet en vervolgens gecodeerd volgens de weergave van de waarde van de magnitude en aangepast aan het amplitudebereik (geprogrammeerde amplitudeversterking).

In gecontroleerde industriële processen zijn er gewoonlijk tientallen sensoren, zodat het niet kosteneffectief is om voor elk signaal een speciaal systeem voor data-acquisitie te reserveren – met inbegrip van versterking, A/D-conversie, enz. Daarom vereist de data-acquisitie een fase van signaalmultiplexing bij de ingang in een enkel acquisitiekanaal, die wordt geïmplementeerd door middel van specifieke apparaten die multiplexers worden genoemd.

Definitie

Een multiplexer is een systeem met meerdere ingangen en slechts één uitgang om signalen te ontvangen die afkomstig zijn van meerdere acquisitienetwerken. Het apparaat brengt alle ingangssignalen over naar een microprocessor, die de gegevens ontvangt en verwerkt, naar de uitgangsapparaten zendt en het systeem als geheel bestuurt.

Met multiplexing kan een meetsysteem meerdere signalen sequentieel naar een enkele digitale omzetter kanaliseren, waardoor een goedkope manier wordt geboden om het aantal kanalen van het systeem te vergroten. Een multiplexer bestaat uit een stel schakelaars en zorgt voor een aanzienlijke kostenbesparing door gebruik te maken van slechts één A/D-omzetter voor meerdere ingangen. Als zodanig kan een multiplexer worden beschouwd als een schakeling of apparaat dat het mogelijk maakt de beschikbare capaciteit van een enkele verbinding te verdelen over meerdere transmissiekanalen.

Door middel van selectorpinnen mag één en slechts één ingang communiceren met de enige uitgang. De besturingseenheid scant alle ingangen in volgorde en leest ze uit met een snelheid die de bemonsteringstheorema voor het gegeven signaal respecteert.

In essentie worden multiplexers gebruikt om de hoeveelheid gegevens te vergroten die over een netwerk met een bepaalde bandbreedte in een bepaalde periode kan worden verzonden.

Typen

Er zijn multiplexers voor zowel digitale als analoge signalen. Een digitale multiplexer heeft digitale ingangssignalen die afkomstig zijn van meerdere data-acquisitie netwerken. Het apparaat stuurt deze ingangssignalen door naar een verwerkingssysteem, meestal een microprocessor, die de gegevens ontvangt en verwerkt, doorzendt naar de uitgangsapparaten, en het systeem als geheel bestuurt. Een analoge multiplexer is een apparaat dat het mogelijk maakt n analoge kanalen om te zetten in een enkel analoog uitgangskanaal. Deze omzetting wordt gestuurd door een digitaal signaal dat het te selecteren ingangskanaal codeert. Een analoge multiplexer kan single-ended zijn of differentiële ingangen verwerken. Bij een single-ended multiplexer is het apparaat ingesteld om afzonderlijke analoge kanalen te commuteren, terwijl een differentiële multiplexer kan worden gebruikt voor differentiële signalen.

G.M. International D2000 Intrinsiek Veilig Multiplexing Systeem is beschikbaar voor digitale of temperatuur veldtoepassingen. De serie omvat een gateway-unit (D2050M), 16-ingangs uitbreidingskaarten voor de ontvangst van temperaturen van thermokoppels, RTD’s, mV- of mA-signalen (D2010M, D2011M), een 32-ingangs digitale uitbreidingskaart (D2030M), en signaalrepeaters met SPDT-relaisuitgangen (D2052M) of met open-collector uitgangen (D2053M).

In typische toepassingen biedt de in de veilige zone geïnstalleerde gateway (D2050M) 2-draads intrinsiek veilige communicatie, waarbij de I/O-printplaten (D2010M, D2011M, D2030M) worden voorzien van zowel het signaal als de voeding. Deze I/O-kaarten, die in de buurt van de sensoren worden geplaatst, verzamelen en verzenden de gegevens naar de gateway, die vervolgens een veldbus- (redundante Modbus) of serieel (RS232) uitgangssignaal naar een PLC/DCS in de veilige zone stuurt. De kostenbesparingen in bedrading en on-board I/O-boards van de besturingseenheid zijn aanzienlijk, gecombineerd met optimalisatie van het systeem van gegevensverwerving.