Đầu vào tương tự vượt quá 0-10V: PT100/PT1000 và 0-20mA trên một Micro PLC

Mỗi bảng thông số PLC đều nói "đầu vào tương tự 0-10V" và hầu hết người mua dừng lại ở đó. Họ không nên. Trên dòng xLogic, câu chuyện tương tự sâu hơn — PT100, PT1000, 0-20mA, 4-20mA, cộng với đầu ra tương tự ở 0-10VDC và 0/4-20mA. Đó là một bộ công cụ nhiệt độ và thiết bị thực sự, không chỉ là một cử chỉ tượng trưng.

Đây là phần gây bất ngờ cho các kỹ sư đến từ nền tảng bộ hẹn giờ và rơ le: một đầu dò PT100 có thể được đọc trực tiếp. Không cần bộ phát tín hiệu bên ngoài, không cần bộ điều chỉnh tín hiệu, không cần nguồn 24V. Kết nối ba dây, chọn loại đầu vào trong phần mềm và đọc độ — việc quy đổi diễn ra bên trong CPU.

CPU nào cung cấp cho bạn cái gì

Số lượng kênh tương tự thay đổi theo từng mẫu, và đây là nơi việc đọc thông số mang lại lợi ích:

  • AI1-AI4 — PR-6, SR-12, PR-12, PR-12N, EXM-12
  • AI1-AI6 — PR-14, PR-18, SR-22, PR-24
  • AI1-AI8 — PR-18N
  • AI1-AI8 cộng với AID-AIG — PR-26

Các mô-đun mở rộng thêm đầu vào tương tự của riêng chúng — AI11-AI14 cho địa chỉ mở rộng 1, lên đến AI161-AI164 cho địa chỉ 16. Một PR-26 với hai đầu vào tương tựMở rộngbao phủ một giá thiết bị đầy đủ.

Trường hợp thực tế: Kiểm soát nhiệt độ trong một buồng thử nghiệm

Một phòng thí nghiệm nhựa cần một buồng nhiệt độ giữ ở 65 độ cộng hoặc trừ nửa độ, với một bản ghi dữ liệu cho báo cáo QC. PT100 vào một PR-18, khối PID trong xLogicSoft, bộ gia nhiệt được điều khiển bằng PWM, nhiệt độ được ghi lại qua gói SCADA miễn phí qua Ethernet.

Kết quả: độ ổn định 0.4 độ và một kho lưu trữ QC mà không ai phải xây dựng bằng tay. Tổng kỹ thuật tương tự: một cáp bảo vệ và mười lăm phút đấu nối.

Lợi thế 4-20mA mà không ai thảo luận

Tín hiệu 0-10V suy giảm qua các đoạn cáp dài — sụt áp là có thật, và tiếng ồn kết hợp vào. 4-20mA miễn nhiễm với điện trở nối tiếp và cung cấp cho bạn một tính năng phát hiện đứt dây tích hợp: dòng điện giảm xuống không, điều này nằm ngoài khoảng 4-20mA, và một chương trình thông minh có thể đánh dấu nó là một lỗi. Trên các trạm bơm và giám sát mức silo, tính năng đơn lẻ đó tiết kiệm một cuộc gọi dịch vụ mỗi vài năm.

Sử dụng 4-20mA cho bất cứ thứ gì xa hơn ba mét. Các thiết bị của bạn sẽ cảm ơn bạn, và nhật ký bảo trì của bạn sẽ trở nên yên tĩnh.

Kỷ luật đấu nối

PT100 là một tín hiệu mức thấp. Nó nằm ở cùng mức điện áp như tiếng ồn trong tủ. Cặp xoắn bảo vệ, một đầu được nối đất, và giữ nó ra khỏi cùng một ống với dây nối tiếp. Phần đấu nối trong hướng dẫn là ngắn — nó giả định bạn biết điều này. Nếu bạn không biết, hãy học nó trước khi lắp đặt lần đầu, không phải sau lần tăng nhiệt độ bí ẩn thứ ba.

Một lưu ý nữa: các mô-đun mở rộng tương tự chỉ có 12/24VDC. Không có mô-đun tương tự 220V. Kiểm tra nguồn cung cấp trước khi bạn gắn mô-đun lên ray.

Chọn loại tín hiệu theo cảm biến

Cảm biến quyết định loại đầu vào, không phải ngược lại. Một đầu dò PT100 muốn đầu vào riêng của nó — đọc trực tiếp, không cần bộ phát, không cần quy đổi tại chỗ. Một bộ phát 4-20mA phục vụ cho các đoạn dài và tiếng ồn công nghiệp. Một tín hiệu 0-10V là tốt cho các đoạn ngắn, sạch sẽ bên trong tủ. Khớp tín hiệu với khoảng cách và môi trường, và một nửa các vấn đề tương tự trong ngành sẽ biến mất.

Quy tắc của người tổng quát: dưới ba mét, bất kỳ tín hiệu nào cũng hoạt động; trên ba mét, ưu tiên 4-20mA; đối với nhiệt độ với một đầu dò có sẵn, sử dụng PT100/PT1000 trực tiếp. Quy tắc đó bao trùm hầu hết các nhà máy. Các ngoại lệ — khu vực tiếng ồn cao, đoạn rất dài, khu vực an toàn nội tại — mỗi khu vực có câu trả lời riêng, nhưng chúng bắt đầu từ cùng một câu hỏi: tín hiệu phải chịu đựng điều gì trên đường đến đầu vào?

Và xác minh loại đầu vào trong phần mềm trước khi đấu nối cảm biến. Cấu hình CPU cho mỗi kênh tương tự — điện áp hoặc dòng điện, PT100 hoặc PT1000, khoảng — là một lựa chọn phần mềm, và việc đấu nối một bộ phát 4-20mA vào một kênh được cấu hình cho 0-10V sẽ tạo ra các giá trị đọc có thể hợp lý nhưng sai. Kiểm tra cấu hình ngay khi bạn siết chặt đầu nối.

Các mô-đun tương tự mở rộng: Đọc các chi tiết nhỏ

Các mô-đun tương tự mở rộng mang lại sự linh hoạt tín hiệu tương tự — lên đến sáu đầu vào kỹ thuật số và bốn đầu vào tương tự — nhưng chúng sống theo quy tắc riêng của chúng. Chúng chỉ có 12/24VDC; không có mô-đun tương tự AC. Địa chỉ của chúng theo mẫu mở rộng (AI11-AI14 cho khe 1, lên đến AI161-AI164 cho khe 16), và tín hiệu của chúng cần có cùng kỷ luật đấu nối như các kênh phía CPU.

Lập kế hoạch phân phối tương tự trước khi đặt hàng mô-đun. Những cảm biến nào sẽ kết nối với các đầu vào tương tự gốc của CPU, những cảm biến nào sẽ kết nối với mô-đun mở rộng, và những cảm biến nào sẽ kết nối với bus qua một thiết bị từ xa? Quyết định đó xác định địa chỉ, các đoạn đấu nối và các linh kiện dự phòng. Một tờ giấy, mười phút, và thiết kế bảng điều khiển đã hoàn thành.

Mẫu là như nhau ở khắp nơi trong nền tảng này: đọc các chi tiết nhỏ, khớp mô-đun với gia đình CPU, và kiểm tra điện áp trước khi bạn gắn nó lên ray. Các mô-đun rất dễ tính. Những người bỏ qua các chi tiết nhỏ là những người nhớ lý do tại sao hướng dẫn tồn tại.

Chi tiết điểm lạnh

Người dùng cặp nhiệt điện, cái này dành cho bạn: tham chiếu điểm lạnh không phải là một ô kiểm trong phần mềm, mà là một chi tiết đấu nối. Dây cặp nhiệt điện kết nối với đầu vào với điểm tham chiếu ở đầu nối — và nếu khối đầu nối nóng, giá trị đọc cũng nóng theo. Gắn điểm lạnh ở nơi nhiệt độ ổn định, giữ dây kéo dài đúng cách, và xác minh với một đầu dò đã biết trước khi đưa vào sử dụng. Mười phút chăm sóc tốt hơn một mùa của những lỗi 3 độ bí ẩn.

Tương tự trên một Nano-PLC từng là một sự thỏa hiệp. Ở đây nó là một tính năng. Sử dụng nó.