Tín hiệu analog 4~20 ứng dụng thực tiễn

Nhìn sơ đồ trên biểu thị tín hiệu dòng 4-20mA chúng ta thấy giá trị Min bắt đầu của tín hiệu là 4mA và giá trị kết thúc của tín hiệu là 20mA .

Tín hiệu 4-20mA biểu thị cho một giá trị đo được nào đó của thiết bị đo lường hoặc thiết bị điều khiển .

Một trong nhưng lý do chính là dùng để phân biệt đâu là tín hiệu truyền về – đâu là tín hiệu mất nguồn hay đứt cable hay bo mạch bị hư. Giúp người vận hành dễ dàng phân biệt các lỗi trên. Trong trường hợp mất nguồn tín hiệu đưa về là 0mA.

Trong một số thiết bị của các hãng lớn quy định mức 3,8 mA (cảm biến áp suất, chuyển đổi tín hiệu nhiệt..) khi thiết bị analog hư. Hoặc vượt quá mức thì tín hiệu output là 23 mA.

Tín hiệu 0-20mA thì khi thiết analog bị hư hỏng hay bị ngắn mạch thì tín hiệu đưa về đều là 0 mA . Việc chuẩn đoán bị ngắn mạch hay cảm biến bị hư hỏng là một điều khó khăn và tốn thời gian hơn rất hiều . Chúng ta rất dể nhầm lẫn giữa cảm biến bị hư hỏng và cảm biến đang hoạt động nhưng có giá trị là không ( 0 ) . Điều này rất nguy hiểm trong việc điều khiển tự động hóa .

Tín hiệu 4~20mA, và 0-10V.

1.Tín hiệu áp 0-10V bị suy giảm tín hiệu và dể bị nhiễu .

Các tín hiệu analog từ các cảm biến đưa về có thể cách xa tủ điều khiển trung tâm từ 100m đến 1km là chuyện rất bình thường .

Trước kia các cảm biến dùng tín hiệu analog 0-10V để truyền về PLC , với khoảng cách xa như vậy việc sụt áp tín hiệu là điều thường thấy trên các tín hiệu Analog dòng 0-10V hoặc 0-5V .

Một điều ít ai biết nữa chính là tín hiệu dòng 0-10V rất dể bị nhiễu bởi các dây động lực hoặc sóng hài hoặc motor hay biến tần khi dây tín hiệu đi ngang qua các thiết bị này .

Chính vì thế trong điều khiển sẽ phát sinh ra bộ cách ly tín hiệu hay bộ khuếch đại tín hiệu để chống nhiễu trên tín hiệu analog dòng 4-20mA hoặc analog áp 0-10V .

2.Tín hiệu dòng 4-20mA không bị suy giảm bởi khoảng cách ?

Câu hỏi đầu tiên mọi người khi đọc được thông tin” tín hiệu dòng 4-20mA không bọ suy giảm bởi khoảng cách ” là ” vậy nó truyền được bao xa ” hoặc một số người không tin vào điều này .

Nguồn dòng hay nguồn cấp dòng hoặc tiêu thụ dòng là nguồn có tổng trở rất lớn .Chính vì thế mà tín hiệu analog dòng 4-20mA ít bị ảnh hưởng bởi điện trở của dây ngoại trừ tổng trở của dây dẩn quá lớn vượt qua ngưỡng cho phép .

Các tín hiệu làm nhiễu như biến tần , sóng hài , motor phát ra từ trường thường là xung điện áp . Chính vì thế với nguồn tín hiệu là nguồn dòng và tải tín hiệu lại có điện trở nhỏ , các xung nhiễu điện áp gần như ít bị ảnh hưởng .

Tuy nhiên đó chỉ là các ảnh hưởng nhỏ của tác động ngoại vi bên ngoài có công suất nhỏ , trong trường hợp các Motor hay biến tần có công suất lớn thì việc chống nhiễu là một điều không dể dàng

Ngoài ra tín hiệu dòng 4-20mA có thể truyền trên 2 dây , tức là nguồn và tín hiệu chung giúp tiết kiệm dây dẩn so với tín hiệu dòng 4-20mA loại 3 dây

Một số ứng dụng trong việc sử dụng tín hiệu analog.

Ứng dụng trong việc điều khiển thiết bị phụ tải, phụ thuộc vào điện áp cao. Điện áp thay đổi cao hoặc thấp đều phải theo dõi quá trình. Trong những trường hợp này thì việc điều khiển thiết bị phụ tải là rất quan trọng. Khi sự cố quá áp 50 V thì báo còi và đèn, đồng thời thì hiện thị thông số lên bảng led lớn. Thì tín hiệu điện áp như VAC được chuyển đổi về dạng analog và truyền tải cho thiết bị hiện thị và điều khiển.