Z111 - Bộ chuyển đổi tín hiệu xung sang 4-20ma, 0-10v, 0-5v

Bộ chuyển đổi tín hiệu xung – Giải pháp chuyển đổi xung sang 4-20ma dưới dạng tín hiệu analog hoàn chỉnh

Phần tóm tắt thu gọn

Chuyển đổi tín hiệu xung là cách thức biến các tín hiệu dạng xung từ các thiết bị tạo xung thành một dạng tín hiệu mà plc có thể phân tích và đọc hiểu. Chính vì vậy; chuyển xung sang 4-20ma là một trong những ví dụ điển hình cho phương pháp này.

Lý do là thiết bị lập trình plc tương thích với dòng analog 4-20ma; nó có thể đọc hiểu và diễn giải loại tín hiệu này để hiển thị tốc độ và tần số xung trên từng thiết bị từ đó chúng ta có thể giám sát điều khiển tự động hoá bất kỳ tín hiệu xung nào

Bộ chuyển đổi tín hiệu xung z111 hãng Seneca Italy

Đối với tín hiệu xung chúng không chỉ có một dạng, một loại mà thể hiện là một dòng tín hiệu đa năng với nhiều mô hình kiểu dáng sóng xung khác nhau. Ví dụ tín hiệu xung pnp, tín hiệu xung npn, xung namur trên các thiết bị tiêu chuẩn phòng nổ…..

Chính vì thế; bản chất của các bộ chuyển đổi tín hiệu xung sang analog là chuyển đổi xung sang 4-20ma, chuyển đổi sung sang 0-10v, chuyển đổi xung sang 0-5v….

Vậy :

Bộ chuyển đổi tín hiệu xung là gì

Bộ chuyển đổi tín hiệu xung tiếng anh gọi Convertitore frequenza là một thiết bị:

Theo phân tích tên gọi là nó có khái niệm như này:

Convertitore là một bộ chuyển đổi có chức năng chuyển đổi một dòng năng lượng này thành một dòng năng lượng tương ứng nhưng tín hiệu đọc lại khác nhau

Frequenza là một dạng tần số được tạo ra từ tốc độ quay của một vật thể nào đó ví dụ như tua bin gió, quạt điện, máy trộn bê tông, motor máy bơm …

Chính vì vậy khái niệm bộ chuyển đổi tín hiệu xung là một bộ chuyển đổi tốc độ tần số từ các thiết bị máy bơm, máy trộn… xuất ra khi vận hành thành một dạng tín hiệu analog 4-20ma, 0-10v, 0-5v…..

Tìm hiểu khái niệm bộ chuyển đổi tín hiệu xung là gì

Theo ứng dụng cụ thể:

Giả sử một máy trộn bê tông vận hành với tốc độ quay 1200 vòng / giờ. Và tất nhiên theo bạn nghĩ việc vượt quá tốc độ vòng quay sẽ dẫn đến hậu quả gì ? À máy móc bị hư hỏng không hoạt động được hoặ sản phẩm tạo ra không hoàn chỉnh. Cho nên; chúng ta phải kiểm soát tốc độ này

Do đó; khái niệm theo ứng dụng thì bộ chuyển đổi tín hiệu xung là loại converter chuyển đổi tín hiệu xung sang analog nhằm mục đích đưa các tín hiệu analog này về plc để cài đặt hiệu chỉnh từ đó hiển thị tốc độ xung; đồng thời xuất tín hiệu relay điều khiển tốc độ máy trộn để thiết bị hoạt động trong một phạm vi xung nhất định tránh vượt quá tốc độ gây hư hỏng máy móc hoặc nguy hiểm cho người sử dụng

Ví dụ không có bộ chuyển đổi tín hiệu xung kết hợp plc kiểm chế tốc độ quạt quay. Nếu vượt tốc độ thì quạt quay nhanh quá dẫn đến hư hỏng motor hoặc gãy cánh quạt bay khắp nơi trúng vào người đang vận hành….

Chính vì thế; việc kiểm tra và giám sát tốc độ động cơ là một yếu tố quan trọng giúp máy móc hoạt động đúng công suất; tạo nên hiệu quả năng xuất sản phẩm cao tiết kiệm chi phí điện năng đồng thời giúp người vận hành luôn trong cơ chế an toàn với độ tin cậy cao

Ứng dụng bộ chuyển đổi xung sang analog 4-20ma 0-10v

Các ứng dụng của việc chuyển đổi xung sang analog luôn luôn tạo ra sự đa dạng cho nhiều ngành nghề thiết bi đo khác nha. Điều này; nhằm đảm bảo khả năng đáp ứng mọi trường hợp khách hàng yêu cầu liên quan đến các thiết bị đo khác nhau

Ứng dụng bộ chuyển đổi xung sang 4-20ma, xung sang analog 0-10v

Do tính chất đa dạng này; bộ chuyển đổi xung sang 4-20ma được sử dụng rộng rãi trong nhiều nhà máy tại Việt Nam. Đảm nhận vai trò là là một thiết bị trung gian gắn tủ điện đưa tín hiệu dạng xung từ việc đo mức, đo khoảng cách, đo lưu lượng….. sang một dòng năng lượng analog tương ứng để tiện cho việc điều khiển giám sát một cách tự động hoá

Sau đây; mình sẽ liệt kê một vài ứng dụng để mọi người có thể tìm kiếm và xem xét có đáp ứng theo yêu cầu vận hành của nhà máy đề ra:

Xác định vị trí sản phầm dựa vào số vòng quay

Làm một ví dụ nhỏ; cảm biến tốc độ quay điều khiển một băng tải với mục đích di chuyển sản phẩm. Giả sử bánh răng trục động cơ vận hành được thiết kế 75 bánh răng nếu động cơ quay 1 vòng thì sản phẩm di chuyển được 8 cm; cảm biến tốc độ tạo ra xung min max dựa trên trục động cơ xoay dao động 0-350 Hz

Vậy cầu hỏi đặt ra: Nếu trên PLC hiển thị 16mA thì sản phẩm di chuyển được bao nhiêu cm từ vạch xuất phát ?

ứng dụng bộ chuyển đổi xung sang analog z111

Để xác định vị trí sản phẩm theo ví dụ trên thông qua bộ chuyển đổi xung chúng ta lập trình PLC nhận tín hiệu 4-20ma tương ứng 0-350Hz và cài đặt hiển thị tương ứng với số vòng quay dao động 0…4,67 vòng quay

Lý do chọn 4,67 vòng quay là điểm max động cơ trục xoay vận hành là dựa vào công thức

Số vòng quay min/ max = Tần số min/max chia cho số bánh răng vốn có của trục; vì vậy số vòng quay max sẽ bằng 350Hz / 75 bánh răng = 4,67 vòng quay

Để chứng minh những điều trên là đúng chúng ta sẽ làm một phép tính thử nghiệm nội suy

Đầu tiên theo ví dụ yêu cầu plc hiển thị 16mA thì lúc này theo công thức ta có tần số khi hiển thị 16mA sẽ là

F = (16-4)/16 * 350 = 262,5 Hz

Điều này có nghĩa là ở 16ma cảm biến sẽ tạo ra 262,5 xung. Mà chúng ta đã có số bánh răng răng từ trục động cơ là 75 răng; tức là 1 vòng quay từ trục động cơ cảm biến sẽ xuất ra 75 xung

Vậy suy ra số vòng khi plc hiển thị 16ma = 262,5 / 75 = 3,5 vòng

Trong khi 1 vòng sản phẩm dịch chuyển 8cm nên 3,5 vòng sẽ là 3,5 * 8 = 28cm chính là vị trí sản phẩm đang ở đó

Vậy kết luận khi tín hiệu đầu ra của bộ chuyển đổi seneca Z111 là 16ma thì sản phẩm dịch chuyển được khoảng cách 28cm

Chuyển đổi xung Proximity sensors sang 4-20ma

Việc chuyển đổi xung từ các Proximity sensors có nghĩa là biến đổi các tín hiệu cảm biến tiệm cận đo được phát ra dạng tiếp điểm xung sang dòng điện 4-20ma để giám sát điều khiển tốc độ xung phát ra từ sensor khi đo các vật thể

Tại các vị trí trục vận hành thiết kế bánh răng quay để di chuyển băng tải người ta sẽ gắn các dòng cảm biến tiệm cận này để đọc số vòng quay của trục sau đó quy đổi ra dòng tín hiệu xung tương ứng

Từ phạm vi xung tín hiệu xuất ra sẽ truyền về bộ chuyển đổi tín hiệu Z111 nhằm mục đích chuyển đổi tần số xung tín hiệu ra dòng analog tương ứng trước khi truyền tải về plc để lập trình giám sát điều khiển

Giải pháp chuyển đổi xung proximity sensors sang 4-20ma 0-10v

Chuyển đổi xung ecoder sang 4-20ma, 0-10v

Bộ chuyển đổi tín hiệu xung ecoder đảm nhận vai trò kết nối với các ecoder sau đó kiểm soát tín hiệu xung từ ecoder để tiết chế lượng vòng quay do động cơ tạo nên

Chức năng cũng chuyển đổi xung ecoder sang 4-20ma hoặc 0-10v tuỳ thuộc vào bộ đọc tương thích với tín hiệu analog loại nào

Ví dụ về một phương án chuyển đổi xung ecoder sang 4-20ma để kiểm soát và điều khiển lực gió tự nhiên

Để mà kiểm tra lực gió tự nhiên; người ta đã lắp một thiết bị có cánh quạt xoay xuất tín hiệu tần số dao động 0-150 Hz. Điều này có nghĩa là lực gió mạnh yếu sẽ tuyến tính đến tốc độ quay của cánh quạt thông qua ecoder từ đó quy ra tần số tương ứng dao động 0-150Hz

Để kiểm tra tác động lực từ gió và đưa ta phương thức kiểm soát chuẩn mực; chúng ta sẽ vận dụng bộ chuyển đổi tín hiệu xung thông qua cài đặt input đầu vào tần số 0-150 Hz output ra từ thiết bị chuyển đổi tương ứng dòng điện analog 4-20ma

Chuyển đổi tín hiệu xung pnp, npn sang 4-20ma

Chuyển đổi xung pnp hoặc pnp có nghĩa là từ một dòng cảm biến xuất tín hiệu tiếp điểm điều khiển dạng pnp, npn sau đó kết nối với thiết bị chuyển đổi xung để tạo ra dòng analog 4-20ma tương ứng

Chuyển đổi xung impulse flow meter sang 4-20ma

Thông thường; các loại flow meter ngoài việc output tín hiệu 4-20ma, modbus rs485 thì còn output dòng tín hiệu xung impulse theo yêu cầu điều khiển của nhiều khách hàng. Trường hợp; họ muốn đưa về plc đọc theo tiêu chuẩn 4-20ma thì đấu bộ chuyển đổi tín hiệu xung sang 4-20ma là giải pháp phù hợp nhất

Một giả sử minh hoạ cho việc sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu xung ra 4-20ma để tính toán lưu lượng chất lỏng đi qua flow meter

Như moi người đã biết có những trường hợp flow meter đo lưu lượng nước xuất tín hiệu xung pulse. Mà để PLC tương thích với loại này thì chỉ có cách chuyển đổi impulse xuất ra từ flow ra dòng 4-20ma để đưa về plc lập trình

Thiết bị chuyển đổi xung flow meter ra 4-20ma, 0-10v, 0-5v

Ví dụ dòng chảy min/ max qua đồng hồ flow meter nằm trong khoảng tần số xung 0-650 Hz. Điều này có nghĩa là chugns ta sẽ sử dụng bộ chuyển đổi xung z111 quy đổi xung tần số 0-650 Hz tương ứng với dòng ra 4-20ma

Đặt trường hợp giả định 230 lít nước đi qua flow meter xuất ra xung truyền về plc hiển thị 15mA. Vậy tần số xung lúc này là bao nhiêu ?

Theo công thức tín Xung tần số ta có

0-650 Hz = 4-20ma => Tần số xung khi plc hiển thị 15ma = 446,875 Xung

Đó là dựa voà tính toán tay. Còn thực chất khi chúng ta cài đặt bộ chuyển đổi z111 thì plc sẽ dựa vào đó tính toán tuyến tính số xung khi lượng dòng chảy di chuyển qua flow meter

Bộ chuyển đổi xung sang 4-20ma z111 là gì

Z111 là một thiết bị mô phỏng chức năng chuyển đổi tín hiệu xung sang 4-20ma, 0-10v và một số analog thông dụng với độ tin cậy cực kỳ cao. Bộ chuyển đổi xung z111 là thiết bị xung sang analog được vận hành khá nhiều trong các nhà máy tại Việt Nam; thiết bị có xuất xứ từ hãng seneca của ý

Bộ chuyển đổi tín hiệu xung sang 4-20ma z111 seneca

Không chỉ chuyển đổi tín hiệu xung; mà z111 seneca còn đảm nhận vai trò cách ly lọc nhiễu tín hiệu analog sau khi được chuyển đổi truyền dữ liệu sang các thiết bị đọc. Cụ thể trên tài liệu kỹ thuật có ghi Isolation 1.500 Vac, 3 way

Chúng ta cũng có thể hiệu seneca z111 là một loại thiết bị dùng trong việc chuyển đổi các tín hiệu tần số từ thiết bị đo truyền ra; sang một dạng dòng điện 4-20ma hoặc điện áp 0-10v

Thông số kỹ thuật bộ chuyển đổi tín hiệu xung seneca Z111

Đầu tiên; chúng ta quan tầm nguồn cấp; đây là thiết bị được chế tạo tích hợp 2 loại nguồn nuôi 24v dc hoặc 24v ac với tần số nguồn nuôi (50 – 60 Hz)

Đối với độ chính xác của Z111 nằm trong khoảng 0,3% với thời gian đáp ứng 250 ms

Bộ chuyển đổi xung z111 chúng ta hoàn toàn có thể cài đặt phạm vi theo ý muốn thông qua các nút gạt Dip-switches được thiết kế trên sản phẩm. Đồng thời ; có thể scale tần số dao động (1 Hz..10KHz) thông qua các 3 trimmer tích hợp trên thiết bị

Bảng chi tiết thông số kỹ thuật bộ chuyển đổi seneca z111

Về kích thước lắp đặt trong tủ điện khá nhỏ gọn. Cụ thể 17,5 x 100 x 112 mm

Đầu vào input nhận được khá nhiều tín hiệu xung từ thiết bị đo. Bạn có thể tham khảo bảng input các tín hiệu xung ra 4-20ma 0-10v mà bộ chuyển đổi z111 cho phép bên dưới

Tuy chức năng bộ chuyển đổi z111 đa dạng nhưng thực tế các ứng dụng chuyển đổi xung sang analog ở Việt Nam đa phần chuyển đổi các tín hiệu xung npn và pnp từ các loại cảm biến tiệm cận; flow meter, cảm biến đo mức nước, cảm biến hồng ngoại.

Tín hiệu output đầu ra cũng đa dạng luôn. Bạn có thể cài đặt đầu ra tương ứng 4-20ma / 0-20ma, 0-10v/ 0-5v đều được

Hướng dẫn đấu dây Converter chuyển đổi xung Z111

Đây là phần phác hoạ một bản sơ đồ đấu nối các tín hiệu xung một cách hoàn chỉnh của Z111. Bản sơ đồ này được thiết kế trên chính bản thân thiết bị đo

Dưa vạo sơ đồ đấu nối bạn sẽ biết và lựa chọn đúng loại xung tín hiệu đấu nối vào chân temial của bộ chuyển đổi z111

Sơ đồ tổng hợp các cách đấu nối bộ chuyển đổi xung z111

Dựa vào bản phác hoạ sơ đồ đấu nối chúng ta có thể biết được

Các chân terminal input đầu vào lần lượt là: 7,8,9,10,11,12
Các chân terminal output đầu ra: 1,4,5,6. Trong đó; đầu ra chuyển đổi xung sang 4-20ma đối với bộ z111 chúng ta có 2 cách đấu active và passive
Chân cấp nguồn là các terminal 2 và 3 cho phép nguồn 24V dòng DC hoặc AC

Xung CONTACT / REED

Là một loại relay reed hay còn gọi loại link kiện có tác dụng tạo tiếp điểm điều khiển thông qua chuyển mạch điện từ bằng từ trường nam châm

Tức là bản thân xung contact/reed sẽ hoạut động điều khiển đóng ngắt dựa trên từ tính nam châm để kết nối hoặc ngắt mạch điện thay vì sử dụng dòng điện để đóng ngắt như các thiết bị tạo tiếp điểm khác

Sơ đồ đấu dây bộ chuyển đổi tín hiệu xung sang 0-10v Z111

Thông thường chúng ta sẽ thấy tín hiệu xung reed qua các hệ thống băng tải trong nhà máy; lò nướng, nồi chiên…..

Ví dụ trường hợp đấu với tín hiệu xung CONTACT / REED thì chúng ta sẽ đấu đầu vào input với cụm chân 8 và chân 11 của conveter z111. Trường hợp yêu cầu đầu ra 0-10v thì chúng ta lấy chân 1-6 của z111 đấu về plc lập trình như hình

Tín hiệu Xung NPN (2 FILI) , NPN 24 V (3 WIRES) , PNP 24 V (3 WIRES)

Là các tín hiệu tiếp điểm thường thấy trên các cảm biến tiệm cận, cảm biến hòng ngoại, cảm biến phát hiện khoảng cách vị trí vật hay còn gọi Proximity sensors

Loại tiếp điểm xung này có 2 loại đó là xung npn và xung pnp đảm nhận chức năng điều khiển động cơ thông qua một relay trung gian kết nối hoặc contactor thông dụng

Một ví dụ điển hình về tín hiệu xung pnp trên cảm biến đo mức dầu cls-23n của dinel

Sơ đồ đấu dây bộ chuyển đổi xung npn pnp ra 4-20ma 0-10v

Thì đối với dòng báo mức này xung pnp của nó thể hiện ở dạng 3 dây bao gồm 2 dây sử dụng cấp nguồn và 1 dây output tín hiệu pnp điều khiển. Tín hiệu output pnp bạn có thể đấu trực tiếp vào đèn, còi hú hoặc đấu gián tiếp vào rơ le để điều khiển van hoặc bơm….

Ngoài ra; còn có một số loại tín hiệu xung ví dụ như:

Xung “HALL” SENSOR
Xung 24 V INPUT, TTL INPUT
Xung PHOTO-ELECTRIC
Xung VARIABLE RELUCTANCE
Xung NAMUR
Xung “AICHI” OVAL WHEEL TURBINE

Hướng dẫn cài đặt bộ chuyển đổi xung Z111

Để cấu hình thiết bị chuyển đổi tín hiệu xung theo ý muốn thì chúng ta nên tâp trung vào bảng switches gạt mà hãng phác hoạ trên thân của sản phẩm. Chúng ta sẽ dựa vào mô hình tích hợp switches trên thiết bị liên kết với manual của hãng có phần hướng dẫn cài đặt để tiến hành scal thiết bị theo đúng yêu cầu người dùng cần

Dưới đây hướng dẫn anh em cách cài đặt bộ chuyển đổi z111 thông qua 5 bước căn bản:

Kết nối bộ chuyển đổi Z111

Nguồn nuôi để cung cấp cho thiết bị 100% là nguồn 24V. Khá ít người sử dụng nguồn 12v để cấp cho sản phẩm này

Các bước kết nối cho bộ chuyển đổi tín hiệu xung như sau:

Đầu tiên chúng ta đấu nối thiết bị xong mới cấp nguồn. Không được cấp nguồn xong rồi mới đấu nối

Xem xét sơ đồ kỹ càng, xác định input đầu vào là xung loại nào rồi áp vào sơ đồ nối cho đúng vị trí

Output xác định dòng diện hay điện áp

Kiểm tra lại một lần nữa xem kết nối dây có bị lỏng lẻo không trước khi cấp nguồn tránh chập mạch hư hỏng sản phẩm

Hướng dẫn cách cài đặt bộ chuyển đổi xung Z111 chuẩn xác

Cài đặt conveter Z111 đầu vào ra sao

Tức là bước cài đặt tần số đầu vào cho thiết bị. Cho nên đây cũng được gọi là bộ chuyển đổi tần số sang analog 4-20ma 0-10v

Về vấn đề cài đặt tần số đầu vào cho z111 chúng ta quan tâm đến 3 cái nút vặn lần lượt 100’s, 10’s, 1’s lần lượt là các hàng đơn vị, chục trăm của tần số đầu vào trong quá trình cài đặt. Mỗi nút vặn được đánh dấu từ 0-9

Giả sử xung tối đa của một trục quay là 872Hz thì lúc này chúng ta sẽ xoay tua vit cài tần số đầu vào cho bộ chuyển đổi z111 như sau:

100’s: Xoay ON hướng về số 8
10’s: Xoay ON hướng về số 7
1’s: Xoay ON hưogns về số 2
SW6: Chọn range thấp (dưới 1kHz).

Chính vì thế; để cài đặt bộ chuyển đổi xung z111 bạn phải nắm bắt được tín hiệu xung cần chuyển đổi ra dòng analog có tần số bao nhiêu

Trường hợp; tần số input đầu vào chập chờn không có sự chuẩn xác thì chúng ta sẽ tiến hành gạt các thành switch 7. Cài phần này thì bộ z111 sẽ tiếp nhận xung đầu vào và tự chia thành giá trị xung trung bình giúp tần số xung luôn trong trạng thái không bị chập chờn luôn đều nhau

sơ đồ phác hoạ cách gạt switch cài đặt module seneca z111

Seneca z111 cài đặt output ra sao

Đối với phần output tín hiệu đầu ra thì trên bộ chuyển đổi z111 có thiết kế sw1 và sw2 để người dùng có thể cài đặt dòng hoặc áp ra theo ý muốn bằng cách gạt switch

Đối với SW1 bạn có thể cài đặt được các dải output 0-5v, 0-10v, 1-5v đối với điện áp; với dòng điện có thể cài 0-20ma, 4-20ma

Ví dụ cần chuyển đổi xung 0-100Hz ra 4-20ma. Thì sau khi cài đặt phần input bằng cách dùng tua vít vặn như hướng dẫn ở trên thì đối với SW1 bạn chỉ cần gạt 1 xuống, 2 lên là được dòng output ra analog 4-20ma