W systemach pozyskiwania danych, multiplekser może być zdefiniowany jako obwód lub urządzenie, które wybiera i łączy wiele sygnałów wejściowych w pojedynczą linię wyjściową.

Sygnał generowany przez przetworniki systemu pozyskiwania danych zazwyczaj nie nadaje się do bezpośredniego przetwarzania przez jednostkę, która generuje algorytm sterowania. Zazwyczaj musi istnieć etap przetwarzania sygnału, w którym wykonywane są wszystkie operacje potrzebne do prawidłowego przesłania sygnału. Pomiar wiąże się również z bezpośrednim zapisem danych w pamięci procesora numerycznego.

Sygnał kondycjonowany poddawany jest zazwyczaj multipleksowaniu z podziałem częstotliwości (FDM) lub multipleksowaniu z podziałem czasu (TDM). W drugim z nich, połączenie wyjść różnych łańcuchów do pamięci systemu jest sekwencyjne, tj. w z góry określonej kolejności.

W każdym łańcuchu pomiarowym, sygnały analogowe są przekształcane na sygnały cyfrowe przez przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC), a następnie kodowane zgodnie z reprezentacją wartości wielkości i dostosowane do zakresu amplitudy (programowane wzmocnienie).

W kontrolowanych procesach przemysłowych, są zwykle dziesiątki czujników, więc nie jest opłacalne, aby zarezerwować dedykowany system akwizycji danych – w tym wzmocnienie, konwersja A / D, itp. Dlatego też akwizycja danych wymaga etapu multipleksowania sygnału na wejściu do pojedynczego kanału akwizycji, co jest realizowane za pomocą specjalnych urządzeń zwanych multiplekserami.

Definicja

Multiplekser jest układem wielu wejść i tylko jednego wyjścia do odbioru sygnałów pochodzących z wielu sieci akwizycji. Urządzenie przekazuje wszystkie sygnały wejściowe do mikroprocesora, który odbiera i przetwarza dane, przesyła je do urządzeń wyjściowych i steruje systemem jako całością.

Dzięki multipleksowaniu system pomiarowy jest w stanie sekwencyjnie kierować wiele sygnałów do pojedynczego przetwornika cyfrowego, zapewniając w ten sposób tani sposób zwiększenia liczby kanałów systemu. Multiplekser składa się z zestawu przełączników i zapewnia znaczną redukcję kosztów poprzez wykorzystanie tylko jednego przetwornika A/D dla wielu wejść. Jako taki, multiplekser może być uważany za obwód lub urządzenie, które umożliwia podział dostępnej przepustowości pojedynczego połączenia pomiędzy wiele kanałów transmisyjnych.

Poprzez piny selektora, jedno i tylko jedno wejście jest dopuszczone do komunikacji z jedynym wyjściem. Jednostka sterująca skanuje wszystkie wejścia w kolejności i odczytuje je z prędkością, która respektuje twierdzenie o próbkowaniu dla danego sygnału.

W istocie multipleksery są używane do zwiększenia ilości danych, które mogą być przesyłane przez sieć o danej szerokości pasma w danym okresie czasu.

Typy

Istnieją multipleksery zarówno dla sygnałów cyfrowych, jak i analogowych. Multiplekser cyfrowy posiada cyfrowe sygnały wejściowe pochodzące z wielu sieci akwizycji danych. Urządzenie przekazuje te sygnały wejściowe do systemu przetwarzania, zazwyczaj mikroprocesora, który odbiera i przetwarza dane, przesyła je do urządzeń wyjściowych i steruje systemem jako całością. Analogowy multiplekser jest urządzeniem, które umożliwia komutację n kanałów analogowych w jeden analogowy kanał wyjściowy. Komutacja ta jest kontrolowana przez sygnał cyfrowy, który koduje kanał wejściowy, który ma być wybrany. Multiplekser analogowy może być typu single-ended lub obsługiwać wejścia różnicowe. W multiplekserze single-ended, urządzenie jest skonfigurowane do komutacji poszczególnych kanałów analogowych, podczas gdy multiplekser różnicowy może być używany do sygnałów różnicowych.

G.M. International D2000 iskrobezpieczny system multipleksujący jest dostępny dla aplikacji cyfrowych lub polowych temperaturowych. Bardziej szczegółowo, seria obejmuje jednostkę bramki (D2050M), 16-wejściowe karty rozszerzeń do odbioru temperatur z termopar, RTD, sygnałów mV lub mA (D2010M, D2011M), 32-wejściową cyfrową kartę rozszerzeń (D2030M) oraz wzmacniacze sygnału z wyjściami przekaźnikowymi SPDT (D2052M) lub z wyjściami typu otwarty kolektor (D2053M).

W typowych zastosowaniach, bramka (D2050M) zainstalowana w strefie bezpiecznej oferuje 2-przewodową komunikację iskrobezpieczną, zasilając karty I/O (D2010M, D2011M, D2030M) zarówno sygnałem jak i zasilaniem. Umieszczone w pobliżu czujników, te karty I/O zbierają i przesyłają dane do bramki, która następnie wysyła sygnał wyjściowy magistrali polowej (redundantny Modbus) lub szeregowej (RS232) do sterownika PLC/DCS w strefie bezpiecznej. Oszczędność kosztów okablowania i wbudowanych kart I/O jednostki sterującej jest znaczna, w połączeniu z optymalizacją systemu akwizycji danych.