Tín hiệu 4-20ma 0-10v

4-20ma và 0-10v là 2 nhóm tín hiệu núp bóng dưới dạng dòng điện một chiều DC mà anh em kỹ thuật thường gọi theo quy tắc chuẩn là những tín hiệu analog. Sự khai thông hình thành loại tín hiệu này là do nhu cầu sử dụng của người dùng ngày một tăng. Các bộ đọc; lập trình càng về sau chuẩn nó lại luôn tương thích tới các tín hiệu analog

Và sự thật là đi đâu trong hệ thống nhà máy chúng ta đều thấy các tín hiệu 4-20ma 0-10v được truyền tải một cách liên tục bất biến không theo một chu kỳ nhất định. Đây được coi là cặp tín hiệu dòng và áp song sinh luôn tồn tại 99% trong nhà máy

Vậy ứng dụng của tín hiệu 4-20ma 0-10v dùng để làm gì ? Điểm xuất phát của cặp bài trùng song sinh này bắt nguồn từ những thiết bị nào ? Sự liên kết giữa các tín hiệu analog với một loạt bài toán sản xuất xảy ra theo chiều hướng ra sao. Chúng ta cùng nghiên cứu và tìm hiệu chuyên sâu vấn đề này thôi !

Tín hiệu 4-20ma 0-10v là gì 

Rất rõ ràng bản chất của tín hiệu 4-20ma 0-10v theo tiếng anh gọi là current signal hay nói cách khác là những dòng điện; điện áp cực thấp. Nhưng công dụng đem lại rất quạn trọng; bởi chúng đứng ra thay thế và chịu trách nhiệm giải thích với các bộ lập trình rằng: Mình chính là đầu nối trung gian giữa bạn và các thiết bị cảm biến; mình sẽ cung cấp thông tin truyền đạt để bạn đọc và hiểu vấn đề các thiết bị đo truyền tải

Hay nói nôm na đơn giản 100% các thiết bị đo trong nhà máy chúng chỉ có nhiệm vụ đo đạc; và công cụ truyền tải dữ liệu đo được thì chỉ có tín hiệu analog 4-20ma 0-10v. Cũng trong trường hợp đấy; các bộ lập trình cũng chỉ hiểu được các tín hiệu analog trên trình bày những gì

Công tác tư tưởng trên đồng thời cũng giải thích cho anh em cực rõ về các ứng dụng thực tế của tín hiệu 4-20ma 0-10v với nhiều tính năng đa dạng; thể hiện mọi ưu điểm lớn và đặc biệt được các nhà máy mọi cấp chào đón nồng hậu

Tín hiệu analog là gì

Analog là một dạng tín hiệu điện nhằm mục đích chung là tạo nên sự ghép nối giữa thiết bị đo và phần mèm đọc. Mà không phải chỉ mỗi dòng 4-20ma, 0-10vv thôi đâu. nó còn có 0-1v, 0-2v, 0-5v, 2-8v, 0-9v…. hoặc 0-20ma, 20-0ma… Rất nhiều  dòng analog như thế. Chúng sinh ra là để kết nối nên mỗi hệ thống nhà máy đều có một chuẩn thiết bị tạo bệ phóng tín hiệu analog riêng biệt

Tín hiệu analog đóng vai trò như một cơ sở dữ liệu truyền thông tin đầu vào; hoặc đầu ra quan trọng là chúng ta ứng dụng nó trong trường hợp nào thôi !

Ví dụ:

Nếu dùng trong ứng dụng cách ly analog 4-20ma thì loại dòng điện này sẽ vừa làm tín hiệu đầu vào khác tạo chùm analog đầu ra để khuếch đại giúp tải điện có thể truyền thông tin đi xa hơn

Giả sử hệ thống cần chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ ra 4-20ma thì loại dòng điện này đóng vai trò là diễn giải thông tin đầu ra; còn thông tin đầu vào do các que đo nhiệt độ cung cấp trong quá trình đo đạc

Nói đến vấn đề này thì bao giờ cho hết; anh em có thể tham khảo một chùm các thiết bị chuyển đổi hãng seneca liên quan đến các chuyên ngành cách ly; lọc nhiễu, chuyển đổi analog 4-20ma 0-10v , chuyển đổi dòng điện, điện áp….

Anh em có thể tham khảo phía trên; ở đó tôi có một bài viết phân tích rất rõ ràng liên quan đến các tín hiệu analog là gì ? Khi nào dùng tín hiệu điện 4-20ma và khi nào dùng dòng áp 0-10v….

Bộ chuyển đổi tín hiệu analog 4-20ma là gì

Analog 4-20ma xét về tính năng của các thiết bị chuyên dụng đo đạc sau đó chuyển đổi các kết quả đo đạc ra dàng điện 4-20mA tương ứng. Cho nên chúng ta có thể tự hào mà khẳng định rằng:

Bộ chuyển đổi tín hiệu analog 4-20ma là một phạm trù trong công thức tự động hoá thiết bị mà nhà sản xuất đưa ra. Với mục đích chuyển đổi tín hiệu từ các dòng cảm biến đo áp suất; kiểm soát nhiệt độ, mức nước hay dòng chảy…. Và kết quả cuối cùng là quy chúng về dòng 4-20ma trước khi chuyển thông tin tổng hợp đo đạc từ hệ thống sản xuất về các bộ điều khiển trung tâm gần xa

Ví dụ:

Cảm biến nhiệt độ 4-20ma kiểm soát nhiệt độ bằng đồng hồ điều khiển nhiệt độ !

Ở đây có nghĩa là chúng ta cần một cây cảm biến nhiệt độ pt100 loại 3 dây có chức năng đo nhiệt. Bản chất loại sensor này sẽ luôn ra tín hiệu điện trở dạng ohm; vì vậy muốn biến các tín hiệu điện trở này ra 4-20ma tương ứng với nhiệt độ đo được; chúng ta phải dùng một converter trung gian có tên là bộ chuyển đổi

Tại sao dùng tín hiệu 4-20ma trong công nghiệp

Có quá nhiều anh em thắc mắc về vấn đề liên quan đến tín hiệu 4-20ma với một số gợi ý cụ thể như:

• Tại sao phải chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ ra 4-20ma ?
• Cảm biến áp suất ra 4-20ma có gì khác với các tín hiệu analog trong ngành ?
• Tôi nghi ngờ về tính chính xác của dòng analog này. Mà bản thân tôi đã đang dùng 4-20ma nhưng nhiều khi bị nhiễu nguyên nhân do đâu ?

Quá tuyệt vời khi bạn đang nhấn mạnh các vấn đề trên; vì điều này đã chứng tỏ rõ nét bạn đang ứng dụng các dòng tín hiệu analog 4-20ma trong hệ thống công nghiệp của mình ? Và đặc biệt những câu hỏi trên đang trong trạng thái tìm hiểu và thăm dò để tăng khả năng thành thạo trong việc sử dụng các tín hiệu dòng điện này

Việc chuyển đổi cảm biến nhiệt độ ra 4-20ma  bởi một lý do duy nhất là hệ thống điều khiển và nơi đặt cảm biến nhiệt độ đo nó quá xa. Kết quả là người ta muốn tăng độ dài đường truyền tín hiệu nhiệt; việc ứng dụng analog 4-20ma sẽ là phương án tối ưu trong muôn ngàn chiến lược

Một điểm đặc trưng bản chất lất lây của sensor nhiệt độ chính là dây dẫn nhiệt một khi gặp nhiệt độ môi trường; nó sẽ tạo nên sự cộng hưởng làm cho tính sai số thông tin truyền về trở nên rõ nét. Mà bản chất tín hiệu 4-20ma lại không phụ thuộc vào các vấn đề nhiệt liên quan

Cảm biến áp suất 4-20ma luôn là một điểm nhấn mạnh cực quan trọng trong môi trường điều khiển và kiểm tra áp. Tức là cảm biến sẽ có trách nhiệm đo áp lực sau đó tự phối ra dòng điện 4-20ma tương đương

Cảm biến đo áp 4-20ma, 0-5v hay 0-10v. Mặc dù bản chất kết quả cuối cùng là hiển thị được áp suất và điều khiển chúng cho nguòi dùng giám sát. Tuy nhiên; xét về đặc tính riêng thì bọn nó khác nhau về cách đấu dây; cách cài đặt.

Nếu dùng tín hiệu 4-20ma trong sản xuất thì bạn chả có lý do gì để nghi ngờ về độ tin cậy của loại dòng điện này mang lại. Bởi với ngành công nghiệp thì đây là một trong những dòng analog chất lượng luôn được sử dụng phổ biến

Lý do mà 4-20ma đôi lúc bị chập chờn; nhảy số hay báo sai là vì có một số tác nhân đặc biệt trong môi trường gây ảnh hưởng đến nó; ví dụ như motor, từ trường, năng lượng….Điều chúng ta cần làm lúc này là đưa ra một số phương án chống nhiễu hiệu quả để ổn định tâm lý của các dòng analog này

Bộ chuyển đổi tín hiệu analog 0-10v là gì

0-10v là một dạng tín hiệu analog nhưng bản thân nó là điện áp; khác hẳn hoàn toán dòng điện 4-20ma. Vì loại điện áp này tuy nhỏ nhưng bản thân nó vẫn có thể cấp nguồn cho một số lớn thiết bị hoạt động dưới 10V

Có nhiều hệ thông người ta chọn ứng dụng 0-10v là vì đây là tín hiệu ở nước ngoài cực kỳ ưa chuộng. Trong khi máy móc sản xuất tại Việt Nam đa phần từ châu âu và các nước đem về. Do đó; ngay từ đầu bản thân các máy đã được lắp sẵn các thiết bị đo ra 0-10v

Ngoài ra; một số lớn thiết bị lập trình plc; hmi, đồng hồ đọc analog được sane xuất mặc định chỉ nhận dòng điện 0-10v; ngoài ra nó không đọc được bất cứ tín hiệu analog nào nữa

Cho nên mới có chuyện thị trường; các bộ chuyển đổi tín hiệu 0-10v nhằm làm đơn vị giao tiếp giữa cảm biến và các đầu đọc để tạo nên một chu tình khép tín hoàn hảo; hài hoà trong các vấn đề đọc hiểu thông tin truyền về

Giữa tín hiệu 4-20ma và 0-10v liệu có sự liên kết

4-20ma và 0-10v mặc dù có tính độc lập không giống nhau về bản chất; ngay từ tên gọi đã khác hoàn toàn. Thế nhưng giữa chúng lại có sự liên kết trao đổi thông tin qua lại như 2 anh hàng xóm sống với nhau hàng chục năm

Vậy sự thân thiết giữa các cặp đổi điện analog này là gì ?

Trên cùng một thiết bị đo thì tín hiệu 4-20ma có thể tạo ra dòng 0-10v tương ứng thông qua một converter chuyển đổi tín hiệu mà không ảnh hưởng đến kết quả đo của con sensor đó

Ngược lại; cảm biến 0-10v cũng bằng phương pháp chuyển đổi tín hiệu mà cho ra dòng điện 4-20ma tương ứng một cách hợp lý với độ tin cậy gần như 100%

Giữa tín hiệu 4-20ma 0-10v luôn có sự đan xen trong vấn đề chuyển đổi tạo nên các giải pháp giám sát dòng điện; cách lý lọc nhiễu. Đặc biệt; giữa chúng luôn hình thành một sự bộ trợ rất lớn về các thông tin cần thiết mà sensor đo đạc báo về một cách tự động hoá