Bộ giả lập tín hiệu Load cell, xung, tần số, 12v, 24v, 4-20

MSC-D Seneca – Bộ phát tín hiệu đa năng => dùng kiểm tra hiệu chuẩn chính xác cao – Giá rẻ

Bộ phát tín hiệu – Giả lập tín hiệu là gì

Bộ phát tín hiệu đa năng tên tiếng anh SIGNAL GENERATION là một thiết bị giả lập một tín hiệu bất kỳ trong hệ thống tự động hoá nhằm mục đích kiểm tra hư hỏng các thiết bị đo. Có rất nhiều ứng dụng phát tín hiệu ví dụ như phát tín hiệu cảm biến đo nhiệt độ, tạo tín hiệu xung, tín hiệu tần số, tín hiệu analog phổ biến….

Đây là thiết bị giả lập tín hiệu có độ chính xác rất cao. Tính tin cậy phụ thuộc vào từng ứng dụng giả lập tín hiệu cụ thể.

Dưới đây là một số khái niệm về các bộ phát tín hiệu – Đo tín hiệu để người dùng có thể nắm bắt hiểu sâu; đưa ra quyết định mua các bộ đo phát tín hiệu đúng ứng dụng mình cần

Bộ phát tín hiệu nhiệt độ là gì?

Bộ phát tín hiệu nhiệt độ là một loại đồng hồ có màn hình hiển thị dùng mô phỏng y chang tín hiệu từ các loại cảm biến nhiệt độ. Một khi mô phỏng thì giống cảm biến thật đang đo nhiệt

Ví dụ văn phòng bật điều hoà đang ở nhiệt độ 26 oC:

Bạn muốn kiểm tra cảm biến nhiệt độ phòng đo có chính xác không và hiện tại đang đo được bao nhiêu độ

Thì trên nguyên tắc: Bạn phát có 1 cây cảm biến nhiệt độ đấu vào bộ hiển thị và cấp nguồn để bộ hiển thị hoạt động. Sau khi cài đặt hiển thị nhiệt thì bạn bắt đầu đo. Trường hợp nhiệt độ hiển thị không đúng thì chúng ta phải làm thế nào ?

Ok trong trường hợp trên thì chỉ có 2 nguyên nhân:

• Cảm biến nhiệt độ bị hư
• Bộ hiển thị bị lỗi

Lúc này; chúng ta lấy bộ phát tín hiệu nhiệt độ ra rồi giả lập nhiệt độ đang 26 oC đấu truyền về bộ hiển thị.  Nếu màn hình hiển thị đúng 26 oC thì chắc chắn 100% cảm biến nhiệt có vấn đề

Đấy cũng là cách sử dụng bộ tạo lập tín hiệu nhiệt độ dùng để kiểm tra cảm biến nhiệt có bị hư hỏng hay có độ chính xác cao không

Các mô phỏng tín hiệu cảm biến nhiệt độ

Bộ phát tín hiệu có thể mô phỏng rất nhiều tín hiệu nhiệt độ với đẩy đủ thể loại khác nhau. Dựa vào đặc tính từng loại sensor nhiệt mà người dùng có thể hiệu chỉnh bộ mô phỏng này theo yêu cầu sản xuất

• Giả lập tín hiệu điện trở: Nhóm điện trở được mô phỏng bao gồm cảm biến nhiệt độ RTD, PT100, PT1000, PT500, NI100
• Giả lập tín hiệu mV: Nhóm cảm biến nhiệt độ có tín hiệu mV bao gồm các loại thermocouple như can nhiệt k, s, j ,r
• Giả lập tín hiệu analog xuất ra từ các loại sensor đo nhiệt

Ứng dụng giả lập tín hiệu nhiệt độ pt100, thermocouple k, s,j

Sử dụng làm đồng hồ giả lập tín hiệu cảm biến để kiểm tra tính chính xác của hệ thống điều khiển như các đồng hồ hiển thị nhiệt độ, hệ thống scada, plc, dsc.

Ví dụ: Bạn muốn biết plc đang sử dụng có độ chính xác như catalog nhà sản xuất đề cập hay không; hoặc kiểm tra xem plc có bị hư hỏng

Chúng ta sẽ xem xét khu vực cần đo có nhiệt độ hiện tại là bao nhiêu. Sau đó; sử dụng đồng hồ vặn đến chức năng giả lập tín hiệu nhiệt độ truyền về plc

• Trường hợp 1: PLC hiển thị chính xác nhiệt độ hiện tại xem như thiết bị lập tình này có độ ổn định tin cậy cao
• Trường hợp 2: Sai lệch cao so với hiện tại thì phải kiểm tra xem plc được lập trình đúng không; hoặc có thể plc bị hư hỏng

Một trong các ứng dụng của đồng hồ giả lập tín hiệu nhiệt độ chính là khả năng hiệu chuẩn. Vì thiết bị này có độ chính xác rất cao

Chính vì vậy; đem đồng hồ giả lập tín hiệu nhiệt sau đó so sánh với cảm biến nhiệt độ đo hiện tại để xác định độ chính xác của sensor nhiệt có đạt tiêu chuẩn hay không. Các đơn vị hiệu chuẩn kiểm định đều dùng phương pháp này để cấp phép chính xác phù hợp cho các thiết bị đo nhiệt độ

Ngoài ra; đối với các trường đại học; các phòng thí nghiệm người ta cũng sử dụng thiết bị để giả lập tín hiệu nhiệt độ trong dạy học giúp học sinh thực hành

Đối với các đơn vị bảo trì thì đây là thiết bịu giả lập tín hiệu khá cần thiết cho việc kiểm tra xem hệ thống giám sát nhiệt có độ ổn định, tính chính xác cao không; hoặc có thiết bị nào bị hư hỏng không

Phát tín hiệu analog 0-10v, 4-20ma là gì

Là khả năng giả lập các loại tín hiệu analog để kiểm soát các hệ thông hiển thị điều khiển tự động hoá. Thiết bị hoàn toàn có thể giả lập bất kỳ dòng điện hoặc điện áp analog nhằm mục đích hiệu chuẩn, kiểm tra độ chính xác hay các vấn đề hư hỏng của thiết bị đo; hoặc các hệ thống giám sát như plc, scada, các bộ hiển thị điều khiển thông dụng

Ví dụ đơn giản cho việc giả lập tín hiệu cảm biến đo mức nước

Thực hành bằng cách tạo một cột nước cao 3 mét. Thả cảm biến áp suất thuỷ tĩnh  dải đo 0-3m tương ứng đầu ra 4-20ma vào và truyền tín hiệu cảm biến đo được về bộ hiển thị mực nước

Khi giảm mực nước về 1,2m thì lúc này bộ hiển thị ra dòng 5mA; mà thực tế theo công thức ta tính thì dòng ra phải là 16/3*1,2 = 6,4mA

Vậy câu hỏi đặt ra cảm biến đo mức thuỷ tĩnh lỗi hay đồng hồ giám sát mực nước lỗi ?

Bạn chỉ cần sử dụng bộ phát tín hiệu analog 4-20ma. Chúng ta vặn giả lập tín hiệu đang là 6,4ma đưa vào bộ đọc nếu mực nước hiển thị 1,2m thì chắc chắn 100% cảm biến đang bị lỗi

Đấy chính là một trong những chức năng tạo dòng tín hiệu 4-20ma mà đồng hồ giả lập mang lại giúp người sử dụng chuẩn đoán chính xác kết quả đo mức ở ví dụ trên

Chức năng tạo dòng điện 4-20ma điện áp 0-10v, 12v, 24v

Sự mô phòng của loại đồng hồ này cực kỳ đa dạng. Dựa vào thiết bị bạn có thể giả lập bất cứ tín hiệu analog nào từ các cảm biến đo mức, đo độ ph, đo nhiệt, đo áp lực….Bên cạnh đó; có thể giả lập các loại nguồn điện 12v, 24v làm nguồn nuôi cung cấp cho thiết bị đo trong các trường hợp bộ nguồn đang hư hỏng chưa có các giải pháp kịp thời thay thế

Đồng hồ phát tín hiệu analog đóng vai trò là một thiết bị tạo một dòng tín hiệu analog giả có độ chính xác cực cao.

• Nếu tín hiệu tạo ra hình thành dưới dạng dòng điện thông thường sẽ là: 4-10ma, 4-20ma
• Nếu hình thành dưới dạng điện áp sẽ là 0-1v, 0-5v, 0-10v, 0-12v, 0-18v, 0-24v

Người dùng có thể dựa vào tín hiệu giả lập được tạo thành từ đó quy đổi ra các thông số nhiệt độ, áp suất, mực nước, lưu lượng thương ứng một cách tuyết tính.

Ví dụ: Giả sử bạn muốn giả lập tín hiệu cảm biến áp lực 0-16 bar thì chúng ta chỉ việc lập trình bộ hiển thị áp suất ở 4mA thì là 0 bar, 20mA sẽ là áp lực 16 bar. Rồi sau đó; lấy bộ phát tín hiệu tạo dòng giả lập 4-20ma phát ra truyền về bộ hiển thị áp suất

Lúc này đồng hồ sẽ hiển thị áp lực tương ứng với dòng mA được phát ra

Giả lập tín hiệu xung pulse, tần số sóng vuông, sóng sin

Giả lập tín hiệu xung dạng sóng vuông hay sóng sin hay còn gọi Pulse Signal Simulator là một dạng thiết bị có khả năng phát tín hiệu xung mô phỏng thay cho thiết bị phát xung từ ecoder, motor, đồng hồ đo lưu lượng, , cảm biến tốc độ, các bộ đếm thời gian….

Bộ phát tín hiệu xung giúp người dùng có thể cài đặt kiểm tra hệ thông điều khiển giám sát các dòng xung sóng vuông hoặc sóng sin.

Ví dụ cảm biến tốc độ có chu kỳ xung dao động 0,1 Hz ……. 150 Hz truyền về DCS. Nhiệm vụ của chúng ta là lập trình hệ thống DCS để hiển thị tần số xung thực tế

Tuy nhiên; để biết được các bộ đọc DCS có hiển thị tuyến tính theo mức độ dao động xung hay không thì bạn phải cho khởi động chạy cảm biến phát tần số ở 2 điểm min/max. Nhưng nếu có bộ phát tín hiệu xung thì cúng ta có thể giả lập dải xung từ 0,1 Hz ……. 150 Hz để test độ chính xác của hệ thông DCS

Một số tín hiệu xung được bộ giả lập tạo ra như xung tần số Pulse, xung vuông, xung chạy theo chu kỳ ms, xung tín hiệu dưới dạng thời gian. Hoặc có thể giả lập các loại tín hiệu xung pnp, npn

Tạo các tín hiệu xung

Với đồng giả lập thì phạm vi có thể tạo được khá nhiều dạng tín hiệu xung khác nhau giúp người sử dụng có thể cài đặt hiệu chuẩn hệ thông điều khiển; tín hiệu xung giả lập được tạo ra hỗ trở rất nhiều cho việc lập trình thay vì ứng dụng trực tiếp các thiết bị đo vào thực tế

Một số tín hiệu xung được đồng hồ giả lập tạo ra ví dụ như:

• Xung dưới dạng tần số có thể được giả lập từ vài Hz đến hàng trăm kHz
• Các loại xung đơn, xung dạng sóng sin, xung dạng sóng vuông theo chu kỳ
• Các xung tín hiệu PNP NPN theo biên độ điện 12v hoặc 24v

Đo tín hiệu cảm biến nhiệt độ pt100, can nhiệt k, s

Không chỉ đóng vai trò phát giả lập tín hiệu dạng nhiệt độ. Bản thân thiết bị còn có khả năng đo tín hiệu nhiệt với độ chính xác rất cao

Nói đơn giản dễ hiểu như thế này:

Bạn có một cảm biến nhiệt độ pt100 dàng đo nước nóng 0-80 oC. Thì để biết được nhiệt độ nước hiện tại đang đo là bao nhiêu oC thì bạn phải đấu cảm biến với một màn hình hiển thị để truyền tín hiệu nhiệt độ về

Tuy nhiên; với trường hợp trên chúng ta sẽ chọn trên đồng hồ phát tín hiệu chức năng đo nhiệt độ. Rồi đấu dây cảm biến nhiệt vào thiết bị là nó có thể hiện thị nhiệt độ tương ứng với lượng nhiệt cảm biến đang đo trực tiếp nước nóng

Các chức năng đo tín hiệu nhiệt độ

Hiện nay; các dòng cảm biến nhiệt độ có rất nhiều chủng loại với nhiều dải nhiệt đo cho các ứng dụng đa dạng khác nhau trong nhà máy. Bộ giả lập tín hiệu nhiệt có chức năng đo nhiệt theo ý muốn của người sử dụng

Một vài chức năng đo nhiệt thông dụng:

• Đo nhiệt độ RTD pt100, pt100, pt500, Ni500
• Đo nhiệt độ thermocouple k, s,j, r

Điều này có nghĩa là cứ cảm biến nhiệt độ đấu dây về bộ tạo lập tín hiệu nhiệt và chọn đúng chức năng tiếp nhận thì hoàn toàn hiển thị nhiệt độ đo thực tế từ cảm biến

Ngoài ra; loại đồng hồ đa năng này còn sử dụng để:

• Đo tín hiệu kiểm tra sai số thiết bị cảm biến, plc
• Đo tín hiệu kiểm tra sai số cảm biến tốc độ, ecoder, flow meter

Máy hiệu chuẩn đa chức năng MSC-D là gì

Máy hiệu chuẩn đa chức năng MSC-D hay còn gọi Bộ đo phát tín hiệu với rất nhiều ứng dụng đa dạng chuyên sử dụng để kiểm tra hiệu chuẩn, kiểm định độ chính xác hoạt động của thiết bị giám sát, thiết bị đo mức, đo áp suất nhiệt độ….

Loại máy hiệu chuẩn này có thể giả lập bất kỳ tín hiệu analog nào với tốc độ đo phát tín hiệu rất nhanh chóng giúp người sử dụng kiểm tra hệ thống cực kỳ đơn giản với tính tin cậy cao

Seneca MSC-D được coi là máy hiệu chuẩn đa chức năng là bởi vì nó có sự đa dạng trong đo và phát tín hiệu. Hầu hết 98% các thiết bị đo đếm trong nhà máy thì bộ msc đều có thể giả lập bằng cách tạo tín hiệu tương ứng hoặc đo tín hiệu xuất ra từ các thiết bị đó để hiệu chuẩn độ chính xác

Ngoài ra; máy hiệu chuẩn đa chức năng msc của hãng Seneca còn có tích hợp màn hình hiển thị để người dùng có thể đọc được các thông số nhiệt độ áp suất, lưu lượng nước, độ ph….

Cấu tạo bộ giả lập tín hiệu MSC-D Hãng Seneca – Italy

Vì đáp ứng được các ứng dụng đo phát tín hiệu đa năng nên cấu tạo bộ giả lập tín hiệu msc của hãng Seneca khá phức tạp bao gồm các thành phần: Kết nối cấp nguồn, mạch tạo tín hiệu, mạch phát tín hiệu, boar mạch dùng để hiệu chuẩn cài đặt tín hiệu, phần thiết kế giao diện tương thích với người sử dụng, phần vỏ bảo vệ, các dây truyền tải tín hiệu

Trung tâm điều khiển đo phát tín hiệu

Là nơi được thiết lập nhằm mục đích vận hành sự chuyển đổi giữa các chức năng của thiết bị; nơi chúng ta có thể cài đặt các chức năng như đo phát dòng áp theo mong muốn. Ví dụ cần dòng ra 4-10ma thì chúng ta chỉ cần hiệu chuẩn cho ra phạm vi phát dòng analog này

MSC-D Seneca được thiết lập cấu trúc trong trung tâm điều khiển rất hiện đại như bộ nhớ lưu trữ chương trình thiết lập rộng rãi giúp thiết bị vận hành khá ổn định; IC và chip vi xử lý loại công nghệ mới nên tốc độ xử lý cực kỳ nhanh chóng

Chúng được thiết lập bao gồm các bộ vi xử lý :

• Tín hiệu analog thông dụng trong công nghiệp
• Tín hiệu tần số xung đa dạng
• Vi xử lý thiết lập giả lập bộ nguồn 12v hoặc nguồn 24v
• Tín hiệu nhiệt độ các loại trên thị trường hiện nay

Nguồn cấp duy trì hoạt động cho thiết bị msc

Để vận hành đo đạc hiệu chuẩn kiểm tra các thiết bị trong nhà máy thì trong thiết kế msc phải có cấu tạo bộ nguồn để giúp thiết bị vận hành một cách liên tục khi người sử dụng cần đến

Bản thân bộ đồng hồ hiệu chuẩn tín hiệu đa năng msc được thiết kế hỗ trợ 2 loại nguồn bao gồm:

• Nguồn cấp sạc 220v thông qua đầu cắm Micro USB
• Nguồn sử dụng pin 3400 mAh với thời gian duy trì trong vòng 8 đến 20 tiếng

Bên cạnh phần cấu tạo cấp nguồn; thì nhà thiết kế còn cấu tạo nút ấn để bật hoặc tắt thiết bị đo

Mạch thiết bị mô phỏng tín hiệu đa năng msc-d

Bộ đo phát tín hiệu msc có cấu tạo tới 5 mạch mô phỏng các dòng tín hiệu khác nhau; đồng thời bản thân sản phẩm còn được thiết kế cách ly 4 mạch mô phỏng để tránh ảnh hưởng khi sử dụng chức năng ứng dụng kiểm tra hiệu chuẩn trong hệ thống sản xuất

Mạch tạo tín hiệu analog: Thiết kế dùng để vận hành tạo ra bất kỳ tín hiệu analog giả lập nào nhằm phục vụ kiểm tra đo lường trong nhà máy

Mạch tạo tín hiệu load cell thiết kế dùng để giả lập tín hiệu cân điện tử load cell dưới dạng đơn vị tín hiệu mV/V

Mạch phát tín hiệu nhiệt độ được tạo ra nhằm mô phỏng các tín hiệu nhiệt như pt100, can nhiệt k,j hoặc can sứ S,R…

Mạch giả lập tín hiệu tần số xung nhằm mô phỏng các tín hiệu tần số, tín hiệu xung thay cho các ecoder, flow meter dưới dạng các sung pnp, npn, xung vuông, hoặc xung dạng hình sóng sin

Mạch thiết bị đo tín hiệu đa năng msc

Ngược lại với mạch thiết kế phát tín hiệu thì bộ seneca msc còn đóng vai trò như một bộ đọc các tín hiệu nhiệt độ, áp suất; tín hiệu xung, tần số , tín hiệu load cell, analog …. hay chúng ta còn gọi là bộ thu hoặc bộ đo tín hiệu đa năng trong hệ thống nhà máy

Theo kết cấu 4 mạch phát thì cũng có 4 mạch đo tín hiệu được thiết kế trong sản phẩm này bao gồm:

• Đo tín hiệu analog
• Đo tín hiệu cảm biến nhiệt độ pt100, nhiệt độ dạng thermocouple hay can nhiệt sứ
• Đo tín hiệu xung , tín hiệu tần số
• Đo tín hiệu load cell trong phạm vi nhất định

Giao diện thiết bị đa năng msc-d thiết kế ra sao

Màn hình msc được thiết kế TFT-LCD với nhiều màu sắc nổi bật khác nhau có độ phân giải 320×480. kích thước màn hình 3.5″ hiển thị rất rõ ràng các thông số nhiệt độ, áp suất, mực nước, các tín hiệu xung….

Màn hình sản phẩm được thiết kế dạng màn hình cảm ứng. Người dùng có thể trải nghiệm bằng cách dung tay trỏ vào màn hình để lựa chọn các chức năng đo phát và điều chỉnh theo từng ứng dụng yêu cầu

Trên giao diện đồng hồ msc được thiết kế 5 lỗ cắm dùng để cắm các dây tín hiệu trong vấn đề hiệu chuẩn chức năng đo dòng, phát dòng analog và mô phỏng tín hiệu cảm biến nhiệt độ

Một bên giao diện có thiết kế cổng ethernet có thể cắm phát trực tiếp trên một màn hình hiển thyij khác như máy tính

Vỏ bảo vệ bộ mô phỏng tín hiệu đa năng

Vỏ bảo vệ nhằm bao bọc thiết bị giúp chống va đập trầy xước khi đem sản phẩm đi đo đạc tại các hệ thống sản xuất

Lớp vỏ được thiết kế nhựa dẻo có độ bền cao giúp chống bụi, chống nước xâm nhập vào thiết bị đo

Thiết bị tạo dòng áp nhiệt độ áp suất MSC-D hoạt động ra sao

Đồng hồ tạo dòng áp đa năng msc vận hành hoạt động theo từng chức năng nhất định. Tuỳ thuộc vào từng ứng dụng cụ thể mà cách vận hành và mức độ hiển thị luôn có sự khác biệt

Ví dụ:

Đồng hồ được sử dụng để tạo tín hiệu can nhiệt giả thì chức năng của nó là dùng để đo nhiệt nên các đầu đọc sẽ hiển thị nhiệt độ do thiết bị tạo dòng phát ra

Lúc này nguyên lý hoạt động của đồng hồ hiệu chuẩn đa năng msc-d sẽ thiết kế mô phỏng dại đo nhiệt độ theo yêu cầu thông qua cài đặt.

Sau đó; phát tín hiệu nhiệt độ truyền đến hệ thống giám sát. ví dụ phạm vi nhiệt yêu cầu phát ra là 0-150 oC lúc này dựa vào nút hiệu chỉnh trên đồng hồ msc để tăng nhiệt dần từ 0 đến 150 oC; và dòng tín hiệu này cũng hiển thị tương ứng lượng nhiệt tuyến tính tăng dần trên các đầu đọc như plc, scada….

Giả sử môi trường đo là xung tín hiệu thì đồng hồ phải chuyển sang chức năng tạo tín hiệu xung giả ở một phạm vi nhà máy yêu cầu. Lúc này; các đầu đọc sẽ hiển thị các tín hiệu xung hoặc tốc độ vòng quay…

Bảng thông số kỹ thuật thiết bị đo phát tín hiệu MSC-D

Bảng thông số kỹ thuật sẽ thể hiện nội dung tóm tắt ngắn gọn nhưng đầy đủ các yếu tố chức năng mà đồng hồ msc-d có thể ứng dụng. Bảng kỹ thuật sẽ liệt kê các chức năng:

• Đo phát tín hiệu cảm biến nhiệt độ với các dải đo phát phù hợp cho từng loại cảm biến
• Phạm vi đo phát tín hiệu xung tín hiệu load cell, các tín hiệu analog thông dụng

Về độ chính xác:

• Đối với dòng điện analog 0-24mA đo phát tuỳ ý với độ tin cậy 0,04%
• Với chức năng nhiệt độ, điện áp, load cell, xung tần số thì độ chính xác 0,03%

Độ phân giải thiết bị msc-d khi thực hiện chức năng đo phát:

• Dòng mA là 1 µA
• Dòng điện áp V là 1 mV
• Dòng điện mV là 5µV
• Dòng cảm biến nhiệt độ 0,1°C đối với loại thermocouple , 0,02 Ohm đối với loại nhiệt độ RTD
• Dòng load cell là 0,1 uV/V

Kích thước sản phẩm 96 x 171 x 44 mm

Hoạt đồng tốt trong môi trường nhiệt độ -20…50 oC

Bộ nhớ lưu trữ 16MB Flash, 8 MB RAM

Lưu ý khi sử dụng thiết bị tạo lập tín hiệu MSC

Tư Vấn Giải Pháp Kỹ Thuật

0972 56 05 06 – 0931 429 989 Mr Thành

Mail: thanh.nguyen@huphaco.vn

Đ/C:  Số 12 Đường 310, Rosita Khang Điền, Phường Phú Hữu, TP Thủ Đức, Tp Hồ Chí Minh