Trong bài viết này mình sẽ chia sẻ về điều khiển PID là gì, bộ điều khiển nhiệt độ PID và cách sử dụng bộ điều khiển PID trong biến tần cũng như điều khiển PID trong PLC. Ứng dụng bộ điều khiển nhiệt độ nước nóng dùng PID điều khiển SSR bằng PNP / NPN hay 4-20mA.

Điều khiển PID là gì ?

Điều khiển PID là một quá trình điều khiển phức tạp để đạt được một giá trị điều chỉnh mong muốn như : nhiệt độ, áp suất, lưu lượng… Bộ điều khiển PID có thể tìm thấy độc lập như bộ điều khiển nhiệt độ PID. Phức tạp hơn chúng ta tìm thấy trong các cơ sở dữ liệu của PLC hoặc hệ thống scadar.

Bộ điều khiển PID điều khiển nhiệt độ thông qua Solid state Relay SSR còn được gọi là relay bán dẩn hoặc điều khiển liên tục thông qua tín hiệu 4-20mA PID.

Như vậy, chúng ta đã hiểu cơ bản điều khiển PID là gì rồi đúng không ?

Thông số tương quan giữa PI – PD – PID Và Bộ điều khiển PID

Khi nhắc tới điều khiển tới PID chúng ta thường nghe tới các thuât ngữ như : tỉ lệ , tích phân, đạo hàm. Mỗi thông số này được sử dụng và điều chỉnh riêng cho từng mục đích điều khiển. chỉ cần thay đổi một thông số cũng tác động lớn tới quá trình điều khiển.

Nghe có vẻ nghiêm trọng và phức tạp ? Thật vậy, để hiểu rõ chúng ta cần hiểu rõ chức năng cũng như tầm quan trọng của từng thông số.

Chúng ta có 4 loại điều khiển :

• Bộ điều khiển tỉ lệ – Proportional Controller
• PI viết tắt của Proportional and Integral ( PI ) Controller được gọi là bộ điều khiển tỉ lệ và tích phân
• PD viết tắt của Proportional and Derivative (PD) Controller được gọi là bộ điều khiển đạo hàm
• PID viết tắt của Proportional, Integral, and Derivative (PID) Controller được gọi là bộ điều khiển tỉ lệ, tích phân, đạo hàm

Hệ thống bộ điều khiển nhiệt độ PID được thiết kế theo nguyên tắc :

• Thiết bị cài đặt ( PLC hoặc bộ điều khiển )
• Cơ cấu chấp hành ( thiết bị gia nhiệt hoặc van điều khiển )
• Thiết bị đo hồi tiếp ( thiết bị đo như cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất )

Một hệ thống điều khiển nhiệt độ PID bằng PLC với các thiết bị : PLC, cảm biến đo nhiệt độ và thiết bị gia nhiệt. Các hệ số PI – PD – PID được mô phỏng bằng các thuật toán điều khiển trong PLC giúp dể hình dung hơn về điều khiển  nhiệt độ PID.

Cách thức hoạt động của bộ điều khiển PID

Khi chọn giá trị set point hay còn gọi là giá trị cài đặt ( SV ). Bộ điều khiển sẽ gửi đi các thông tin điều khiển tới các thiết bị cơ cấu chấp hành.

Quá trình điều khiển này sẽ là một loạt các thuật toán, yêu cầu đóng mở liên tục với thời gian nhanh hoặc chậm phụ thuộc vào hệ thống đang hoạt động.

Khi nhìn vào biểu đồ điều khiển nhiệt độ tại 200oC chúng ta thấy rằng mức ON – OFF sẽ liên tục được đóng – mở tại 198oC và 202oC để đảo bảo nhiệt độ luôn giữ tại 200oC theo cài đặt.

Điều Khiển Bằng Tay Và Bộ điều khiển PID

Để đánh giá được tầm quan trọng của việc sử dụng bộ điều khiển PID chúng ta cần so sánh điều khiển bằng tay và điều khiển tự động. Cùng xem cách điều khiển mức nước bằng cả hai cách truyền thống và PID.

Điều khiển mức nước bằng tay

Quá trình điều khiển mức nước bằng tay hay còn gọi là thủ công hay còn gọi là “chạy bằng cơm “có độ chính xác không cao mà còn là một quá trình buồn chán và tẻ nhạt. Để duy trì mức nước cố định trong tank khi vừa xả nước vào vừa mở van bên dưới tank ra, người công nhân phải dựa vào mắt để quan sát và điều chỉnh đóng – mở van sao cho mức nước trong tank luôn ổ một ngưỡng cho phép.

Ở đây người điều khiển van được gọi là cơ cấu chấp hành còn mắt được xem như là thiết bị đo mức nước. Nếu nước xả vào quá nhanh thì đồng nghĩa van phải mở lớn hơn để đảm bảo nước không bị tràn.

Việc này trở nên đơn giản nếu chúng ta sử dụng các hệ thống điều khiển PID để điều khiển mức nước.

Điều khiển mức nước bằng PID

Khi có đầy đủ các thiết bị điều khiển :

• Cảm biến đo mức nước 4-20mA
• Van điều khiển nước xả ra tín hiệu 4-20mA
• Bộ điều khiển nhận 4-20mA ngõ ra PID 4-20mA

Bộ điều khiển có thể chạy hoàn toàn tự động mà không cần can thiệp của con người. PV là giá trị thực tế mức nước đo được lấy từ cảm biến.

SV là giá trị cài đặt cần mong muốn. Khi SV khác với PV thì bộ điều khiển PID tự điều chỉnh và cho ra các thuật toán PID riêng của nó để duy trì mức nước trong tank một cách chính xác nhất.

Điều khiển PID trong biến tần

Biến tần được xem là một thiết bị phù thuỷ trong ngành điều khiển bởi chỉ cần có liên quan tới chuyển động, công suất thì biến tần gần như giải quyết được mọi bài toán khó.

Trong ví dụ này tank chứa dung dịch vừa cần trộn điều dung dịch vừa điều khiển được nhiệt độ tại 70oc.

Để làm được điều này cần có sự kết hợp của các thiết bị :

• Van điều khiển lưu lượng
• Cảm biến nhiệt độ
• Biến tần điều khiển PID cho động cơ
• Bộ điều khiển nhiệt độ PID cho van điều khiển

Việc tăng hay giảm nhiệt độ phụ thuộc rất nhiều vào lưu lượng dung dịch đi qua van điều khiển. Việc trộn dung dịch đều và nhanh hay chậm lại phụ thuộc rất nhiều vào hồi tiếp của biến tần.

Thông qua một cảm biến nhiệt độ chúng ta có thể điều khiển tốc độ của biến tần và lưu lượng nuớ đi qua van điều khiển để đảm bảo nhiệt độ và mức trôn đều dung dịch trong tank.

Bộ điều khiển PID trong PLC

Đối với các hệ thống lớn sử dụng PLC / DCS để điều khiển PID thì không cần dùng tới các bộ điều khiển PID riêng lẻ. Trong PLC có sẵn các hàm PID để điều khiển nhiệt độ, áp suất, lưu lượng với kết quả chính xác như các bộ điều khiển PID độc lập.

Việc khó khan hơn của PLC chính là tự chọn các thông số để chạy thực nghiệm để cho ra một hệ số PID chính xác nhất. Trong khi các bộ điều khiển PID 4-20mA đều có chức năng Auto turning để có thể tự dò các hệ số này với độ chính xác tới 98%.

Chỉ cần chúng ta hiểu các thông số PI – PD – PID thì việc tăng hoặc giảm các giá trị tham số để có kết quả như mong muốn trở nên đơn giản.

Như ví dụ :

Van điều khiển nhận tín hiệu điều khiển từ PLC thông qua thiết bị hồi tiếp là đồng hồ đo lưu lượng. Khi cần lưu lượng đi qua van là 100m3/h thì chúng ta chỉ cần điều khiển trên màn hình HMI kết nối với PLC để truyền tín hiệu xuống van điều khiển.

Lưu lượng tăng hoặc giảm không phụ thuộc vào áp suất trong đường ống hay công suất của bơm nữa mà sẽ được điều khiển theo tín hiệu của đồng hồ đo lưu lượng truyền về.

Như vậy việc điều khiển lưu lượng trở nên chính xác hơn mà không phụ thuộc vào công suất bơm hay áp suất đường ống khi có sự rẽ nhánh của lưu lượng.

Bộ điều khiển nhiệt độ

Bộ điều khiển nhiệt độ được xem là đơn giản nhất là đóng – mở khi cài nhiệt độ ở một điểm nào đó. Cách điều khiển này thông qua các Relay Output của bộ điều khiển nhiệt độ và độ ẩm hay các bộ điều khiển nhiệt độ máy ấp trứng.

Khi cần một sự điều khiển chính xác hơn để đảm bảo nhiệt độ luôn giữ tại một điểm bất kỳ chúng ta cần tới các bộ điều khiển nhiệt độ PID. Các thông số sẽ được hiệu chỉnh thông qua thực nghiệm trước khi hệ thống chạy tự động hoàn toàn.

Chúng ta cùng tìm hiểu hai loại bộ điều khiển nhiệt độ đóng ngắt relay và PID nhé.

Bộ điều khiển nhiệt độ đóng ngắt relay

Đặc  điểm của bộ điều khiển nhiệt độ đóng ngắt relay là chúng ta thấy có ký hiệu relay dạng NO / NC ngay trên thiết bị. Tín hiệu ngõ ra Relay sẽ được điều chỉnh chuyển trạng thái ON – OFF theo cài đặt. Tín hiệu ngõ ra relay thường dùng là 220V nên còn được gọi là bộ điều khiển nhiệt độ 220V.

Các bộ điều khiển nhiệt độ đều có thiết kế lắp đặt trong tủ điển với màn hình hướng ra ngoài. Việc kết nối tín hiệu nằm phía sau của bộ điều khiển.

Chúng ta thấy rằng Q1 và Q2 là hai tiếp điểm ngõ ra relay dùng để đóng ngắt nhiệt độ khi quá nhiệt. Nguồn 220V sẽ được kết nối vào chân số 4, tại thời điểm nhiệt độ cài đặt thấp hơn nhiệt độ đo được thì tiếp điểm 3 và 4 nối với nhau.

Ngược lại, khi nhiệt độ đạt tới điểm cài đặt thì tiếp điểm 4 với 5 đóng lại và 3 với 4 hở ra. Nguồn điện 220Vac đưa vào từ chân 4 sẽ thay đổi trạng thái từ chân 3 và 5 thông qua chân 4.

Như vậy, chỉ với một tiếp điểm ngõ ra dạng Relay 220Vac chúng ta có thể điều khiển đóng ngắt hệ thống gia nhiệt một cách đơn giản.

Bộ điều khiển nhiệt độ PID – SSR

Bộ điều khiển nhiệt độ PID – SSR được sử dụng thông qua solid state relay hay còn được gọi là relay bán dẩn. Thông qua các relay bán dẩn này chúng ta có thể gia nhiệt cho điện trở có công suất lớn.

Để thiết kế bộ điều khiển nhiệt độ nước nóng chúng ta cần các thiết bị sau :

• Điện trở gia nhiệt
• Relay bán dẩn SSR
• Cảm biến nhiệt độ
• Bộ điều khiển nhiệt độ PID SSR ART144

Bộ điều khiển nhiệt độ PID cho SSR xuất tín hiệu dạng Digital Output NPN / PNP dùng cho SSR với dòng điện 12Vdc / 25mA. Thông qua SSR sẽ khuếch đại công suất thông qua nguồn điện 220Vac để gia nhiệt.

Tín hiệu nhiệt độ đưa vào bộ điều khiển nhiệt độ tạo thành vòng hồi tiếp để đảm bảo nhiệt độ được gia nhiệt nhanh nhưng không bị quá nhiệt & duy trì nhiệt độ.

Tương tự, với các bộ điều khiển nhiệt độ máy áp trứng chúng ta chỉ cần thay đổi điện trở gia nhiệt bẳng đèn sợi dây tốc hoặc các điện trở sấy để giữ ấm cho quá trình áp trứng.

Một trong những ứng dụng ít được mọi người quan tâm đó là dùng bộ điều khiển nhiệt độ kho lạnh để bảo quản thực phẩm. Bộ điều khiển sẽ luôn luôn giữ nhiệt độ âm tới 80-90oc cho các khu vực đông.

Bộ điều khiển PID – 4-20mA

Điều khiển PID không chỉ dùng cho nhiệt độ mà còn có thể dùng cho lưu lượng, áp suất và nhiều loại tín hiệu khác. Các bộ điều khiển PID 4-20mA thường nhận được tín hiệu 4-20mA và cho ra 4-20mA PID.

Tín hiệu 4-20mA là tín hiệu hồi tiếp từ các thiết bị đo. Còn tín hiệu 4-20mA xuất ra từ bộ điều khiển PID lại là một tín hiệu hoàn toàn khác so với tín hiệu 4-20mA đầu vào. Dù rằng chúng ta thấy cả hai tín hiệu đều là 4-20mA.

Điều khiển PID nhiệt độ cũng dùng tín hiệu 4-20mA khi chuyển đổi tín hiệu của cảm biến nhiệt độ thành tín hiệu 4-20mA trước khi vào bộ điều khiển. Điều khiển lò nhiệt dùng PID 4-20mA mang độ chính xác cao hơn, thời gian phản hồi nhanh hơn khá nhiều so với dùng cảm biến nhiệt độ đưa trực tiếp vào bộ điều khiển PID.

Mua bộ điều khiển nhiệt độ ở đâu ?

Trên thị trường có rất nhiều nhà cung cấp về bộ điều khiển nhiệt độ PID như : hanyoung , autonics, omron, honeywell, fox, dixell, delta, carel, eliwell, Danfoss…

Khi bạn chọn một thương hiệu bạn cần phải suy nghĩ tới việc hổ trợ kỹ thuật của việc kết nối, cài đặt, hiệu chỉnh các thông số. Bởi điều khiển PID rất khó chứ không giống như các bộ hiển thị nhiệt độ.

Công ty Hưng Phát chuyên cung cấp các bộ điều khiển nhiệt độ PID của Pixsys mang tới sự yên tâm khi mua bộ điều khiển nhiệt độ PID khi cài đặt. Đội ngũ kỹ thuật sẽ hướng dẩn tận tình từng khách hàng khi cần sự hổ trợ.

 

Trong cuộc sống chúng ta dùng rất nhiều loại cảm biến để phục vụ cuộc sống ngày càng hiện đại hơn dù bạn có biết chúng có tồn tại hay không. Các nhà máy sản xuất lại dùng càng nhiều các loại cảm biến khác nhau phục vụ quá trình giám sát, điều khiển, theo dõi quá trình hoạt động giúp dây chuyền hoạt động liên tục & chính xác.

Trong bài viết này tôi sẽ chia sẻ mô tả các khái niệm cơ bản :

• Sensor là gì
• Sensor nghĩa là gì
• Cảm biến là gì
• Temperature sensor là gì
• Ultrasonic sensor là gì
• Capacitive sensor là gì

……

• Tất nhiên , còn rất nhiều loại cảm biến khác mà chúng tôi sẽ giới thiệu trong bài viết này

Sensor là gì – Sensor nghĩa là gì ?

Chúng ta hay nghe các cụm từ sensor, cảm biến, thiết bị đo, đầu dò … thế sensor nghĩa là gì ?

….

Thực ra , sensor chính là cảm biến .

Như vậy, khi chúng ta nghe nói tới sensor cũng chính là nói tới cảm biến. Hai khái niệm này là một cùng nói về một thiết bi đo hoặc phát hiện theo chức năng của nó.

Thế bạn lại hỏi “cảm biến là gì ? “

• Cảm : chính là sự cảm nhận của thiết bị đo trong môi trường cần đo
• Biến : chính là sự biến đổi của môi trường đo

Như vậy, cảm biến có nghĩa là một thiết bị cảm nhận sự biến đổi của môi trường tại vị trí cần đo.

Điều này dẩn đến có 1001 loại cảm biến khác nhau được nghiên cứu và sản xuất ra để phục vụ con người.

….

Sau đây là các loại cảm biến chúng ta thường gặp nhất trong đời sống và trong sản xuất công nghiệp mà bạn phải biết.

Temperature sensor là gì ?

Dịch sát nghĩa temperature sensor thì

• Temperature : nhiệt độ ;
• Sensor : cảm biến

Temperature sensor chính là đang nói tới cảm biến nhiệt độ. Cảm biến nhiệt độ là một trong những cảm biến gặp nhiều nhất trong tất cả các lĩnh vực : y tế, khí tượng thuỷ văn, đo nhiệt độ cơ thể, cảm biến nhiệt độ nước, đo nhiệt độ độ ẩm không khí …

Nhiệt độ cơ thể người lớn giao động từ 36.5 đến 37.1 độ C, trong khi nhiệt độ của trẻ em thì cao hơn nhiệt độ người lớn một tí với giao động từ 37 đến 38oC và thay đổi theo giờ trong ngày & nhiệt độ của nữ cao hơn nam.

Nhiệt kế thuỷ ngân là một dạng cảm biến thô sơ nhất mà con người tìm ra được để đo nhiệt độ môi trường và con người.

Độ ẩm rất quan trọng trong đời sống của con người và trong sản xuất , lưu trữ nhưng lại ít được quan tâm đúng mức mà chỉ quan tâm tới nhiệt độ.

Độ ẩm cao gây ra :

• Sự khó chịu , toát mồ hôi
• Mốc các vật liệu
• Trơn trượt
• Gây hôi trong không khí
• Gây cháy hoặc hư hỏng các thiết bị điện khi độ ẩm tăng cao

—–

Ẩm kế hay còn gọi là cảm biến nhiệt độ độ ẩm được sử dụng để đo nhiệt độ độ ẩm trong phòng sạch, kho chứa hàng, nhà xưởng …Các cảm biến độ ẩm thường tích hợp màn hình hiển thị độ ẩm & nhiệt độ để dể dàng cho người sử dụng theo dõi.

Độ ẩm không khí tốt nhất từ 39…65% phù hợp cho điều kiện sống và lưu trữ. Việc giữ độ ẩm không quá cao hoặc không quá thấp cần phải sử dụng quạt thông gió và điều hoà ở chế độ khô hoặc sương cho phù hợp với từng vị trí đị lý.

Các nhà xưởng lưu trữ nguyên vật liệu hoặc các thư viện lưu trữ sách cần giữ độ ẩm từ 45-55% tại nhiệt độ 18-22oC . Để duy trì được điều này cần kết hợp quạt thông gió và máy điều hoà trung tâm với thiết bị giám sát nhiệt độ độ ẩm truyền về trung tâm để điều khiển tự động.

Các cảm biến nhiệt độ độ ẩm phải vừa hiển thị vừa có khả năng truyền tín hiệu về trung tâm để điều khiển hệ thống thông gió và điều hoà với lưu lượng gió 3m/giây. Lưu lượng gió phải được luân chuyển ít nhất 1-8 lần thể tích kho chứa trong một giờ.

Trong công nghiệp đo lường nhiệt độ, cảm biến nhiệt độ Pt100 3 dây được sử dụng phổ biến để đo nhiệt độ từ -80…600oC cho độ chính xác cao, sai số tiêu chuẩn 0,15oC. Cảm biến nhiệt độ công nghiệp đo nhiệt độ nước cũng dùng cảm biến nhiệt độ pt100 2 dây hoặc 3 dây.

Thân cảm biến làm bằng Inox 316 được dùng cho công nghiệp thực phẩm với chuẩn vi sinh CIP / SIP với tín hiệu ngõ ra 4-20mA hoặc 0-10V đưa vào PLC hoặc biến tần.

Cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc mang tới giải pháp đo lường nhiệt độ bằng laser mà không cần tiếp xúc với môi chất cần đo. Các ngành luyện thép, thuỷ tinh, nấu nhôm nóng chảy, cán nguội … không cho phép đo trực tiếp thì đo nhiệt độ không tiếp là giải pháp duy nhất.

Ultrasonic sensor là gì ?

Ultrasonic sensor là tên gọi tiếng anh của cảm biến siêu âm. Với :

• Ultrasonic : siêu âm
• Sensor : cảm biến

Cảm biến siêu âm được dùng để phát hiện chất lỏng dựa trên nguyên lý sóng siêu âm phát hiện nước không tiếp xúc. Đây là loại cảm biến siêu âm công nghiệp vời khả năng chống nước thường được dùng trong ngành xử lý nước thải.

Ngoài ra, cảm biến vân tay siêu âm được tích hợp trên màn hình điện thoại của Samsung , Xiaomi , Huawei …mang tới trải nghiệm tuyệt vời cho người dùng.

Capacitive sensor là gì ?

Diển giải : Capacitive sensor là gì

• Capacitive : điện dung hay điện cực
• Sensor : cảm biến

Cảm biến điện dung hoạt động dựa trên nguyên tắc thay đổi giá trị điện cực để đưa ra kết quả báo ON hoặc OFF. Từ kết quả của cảm biến đo chúng ta có thể điều khiển các thiết bị khác hoạt động liên tục và đúng lúc.

Cảm biến điện dung mang tới giải pháp phát hiện các vật thể : kim loại , phi kim loại một cách chính xác bằng cách tiếp xúc hoặc không tiếp xúc với giữa hai vật thể với nhau.

Độ nhạy cao, dùng được cho hầu hết các vật thể mang tới nhiều giải pháp phát hiện vật thể cho các nhà chế tạo & sử dụng.

Cảm biến điện dung được dùng để đo tốc độ quay của động cơ

Một giải pháp đo tốc độ quay của động cơ chính là dùng cảm biến điện dung để đưa tín hiệu về dạng xung. Sau đó, các bộ chuyển đổi tín hiệu xung sẽ chuyển đổi thành tín hiệu 4-20mA đưa về PLC để xử lý.

Pressure sensor là gì ?

Cảm biến áp suất Georgin – Pháp

Dịch nghĩa :

• Pressure : áp suất
• Sensor : cảm biến

Như vậy , pressure sensor có nghĩa là cảm biến áp suất.

Để đo áp suất chúng ta thường dùng ba thiết bị :

• Đồng hồ áp suất
• Cảm biến áp suất
• Công tắc áp suất

Trong đó cảm biến áp suất được sử dụng để cảm nhận sự thay đổi áp suất nhưng truyền tín hiệu về để hiển thị hoặc đưa về PLC để xử lý. Khác với đồng hồ đo áp suất & công tắc áp suất, cảm biến áp suất luôn hoạt động dựa vào nguồn điện chứ không thể tự vận hành bằng cơ khí.

Độ chính xác, thời gian đáp ứng nhanh mang tới sự tin tưởng cao trong giám sát & điều khiển. Thang đo áp suất được sử dụng nhiều nhất là 0-6 bar, 0-10 bar, 0-16 bar dùng cho đo áp suất nước với tín hiệu ngõ ra 4-20mA hoặc 0-10V.

Hall sensor là gì ?

Dịch nghĩa :

• Hall effect : cảm ứng từ
• Sensor : cảm biến

Hiểu sát nghĩa là một loại cảm biến hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng từ. Cảm biến hall được sử dụng để phát hiện dòng điện đi qua hoặc để đo tốc độ quay của động cơ với tần số cao.

Một trong những ứng dụng được sử dụng nhiều nhất trong trong công nghiệp chính là đo dòng tải AC hoặc DC của dòng điện. Theo nguyên tắc từ trường tác động vuông góc lên thanh kim loại có dòng điện đi qua.

Bên trong các cảm biến hall luôn có mạch khuếch đại tín hiệu; để biến đổi giá trị dòng điện đi qua cảm biến Hall. Các loại tín hiệu thường được sử dụng :

• Tín hiệu Analog 4-20mA
• Analog 0-10V
• Ngõ ra dạng Modbus RTU

Ngoài ra, còn rất nhiều loại cảm biến khác như :

• Cảm biến tiệm cận
• Cảm biến hồng ngoại
• Oxy, thì có cảm biến oxy
• Cảm biến ánh sáng
• Cảm biến từ
• Hoặc cảm biến lưu lượng
• Cảm biến rung
• Cảm biến tốc độ
• Trong ngành sơn thì có cảm biến màu
• Trong ngành môi trường thì có cảm biến PH
• Cảm biến laser
• Cảm biến đo mức nước

…..

Tóm lại; cảm biến là một thiết bị được dùng để cảm nhận sự thay đổi trạng thái của vị trí cần đo. Một loại cảm biến sẽ tương ứng với một ứng dụng nhất định vì thế người sử dụng cần có kiến thức hoặc được tư vấn để sử dụng cho phù hợp.

Ứng dụng của các loại cảm biến

Ứng dụng của cảm biến áp suất

Cảm biến áp suất nhận biết giá trị áp suất thay đổi để truyền về trung tâm để điều khiển & hiển thị giá trị áp suất cho người vận hành. Có khá nhiều loại cảm biến áp suất khác nhau như :

• Cảm biến áp suất nước
• Cảm biến áp suất khí nén
• Hay cảm biến áp suất dầu
• Cảm biến áp suất chân không
• Cảm biến áp suất thuỷ lực

….. tất nhiên còn có nhiều loại cảm biến áp suất khác với nhiều thang đo khác nhau.

Tương ứng với một loại cảm biến áp suất; chúng ta lại có một thang đo áp suất khác nhau như : cảm biến áp suất 0-10 bar; hay cảm biến áp suất 0-16 bar … với tín hiệu ngõ ra 4-20mA

Ứng dụng cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ có rất nhiều loại khác nhau như : cảm biến nhiệt độ pt100; cảm biến nhiệt độ thermocouple loại K; loại R , loại S nhưng có một loại cảm biến nhiệt độ khác chính là cảm biến nhiệt độ Camera quay lại quá trình đo và hiển thị chính xác nhiệt độ vùng qua cảm biến.

……… Đây còn được gọi là cảm biến nhiệt độ vùng hay camera nhiệt độ . Để chọn đúng loại cảm biến nhiệt độ chúng ta cần tham khảo thêm : “chọn cảm biến nhiệt độ sao cho đúng ” 

Tôi hy vọng rằng …. chia sẻ của tôi dù ngắn, chưa chi tiết nhưng mang lại thông tin cần & đủ cho mọi người đang tìm hiểu về sensor là gì; cảm biến là gì … các câu hỏi liên quan về cảm biến.

Do có rất nhiều loại cảm biến khác nhau; nên tôi chỉ có thể lấy ví dụ minh hoạ một vài loại để mọi người hiểu hơn về khái niệm cảm biến cũng như ứng dụng của chúng trong thực tế.

Kỹ Sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa

Mobi : 0937 27 55 66

Mail : hoa.nguyen@huphaco.vn

Đồng hồ đo lưu lượng là thiết bị gần như không thể thiếu trong bất cứ một hộ gia đình nào, bởi mỗi nhà đều có ít nhất một đồng hồ đo lưu lượng nước để tính chỉ số mét khối sử dụng trong một tháng. Trong công nghiệp, ngoài đồng hồ đo lưu lượng nước còn có rất nhiều loại đồng hồ đo lưu lượng khác như :

• Đồng hồ đo lưu lượng nước nóng
• Đồng hồ đo lưu lượng nước thải
• Đo lưu lượng dầu
• Đồng hồ đo lưu lượng hơi
• Đồng hồ đo lưu lượng diesel

….. tất nhiên còn rất nhiều loại đồng hồ đo lưu lượng khác. Trong bài viết này tôi sẽ chia sẻ một số loại đồng hồ đo lưu lượng phổ biến & được dùng nhiều nhất trong công nghiệp. Chúng ta cùng tìm hiểu nhé.

Đồng hồ đo lưu lượng nước

Có lẽ đồng hồ đo lưu lượng được sử dụng nhiều nhất trên thế giới chính là đồng hồ đo lưu lượng nước. Bởi ít nhất một hộ gia đình sẽ có một đồng hồ đo lưu lượng để biết được số tiền chi trả cho hoá đơn hằng tháng.

Í tai biết rằng loại đồng hồ đo lưu lượng nước dạng cơ lại là đồng hồ đo lưu lượng có độ chính xác thấp nhất & cũng chính là loại đồng hồ đo lưu lượng nước có giá thành rẻ nhất thị trường.

Đồng hồ đo lưu lượng nước dạng cơ

Đồng hồ dạng cơ chính là loại đồng hồ đo dạng turbin tức là nước đi qua đồng hồ làm quay turbin bên trong. Từ số vòng quay này đồng hồ sẽ quy đổi thành số lít hay số mét khối nước đi qua đồng hồ. Qua đó, chúng ta xác định được m3 lượng nước tiêu thụ đi qua đồng hồ.

Đồng hồ đo lưu lượng nước dạng cơ là loại đồng hồ đo cơ bản nhất, có giá thành thấp nhất trong các loại đồng hồ đo lưu lượng nước.

Ưu điểm :

• Giá thành thấp
• Dể sử dụng , không cần cài đặt
• Dể lắp đặt
• Không sử dụng điện
• Độ bền khá cao khi dùng cho nước sạch
• Dùng hầu hết cho các loại ứng dụng

Nhược điểm :

• Độ chính xác không cao
• Chỉ dùng được cho nước sạch
• Phù hợp cho hộ gia đình
• Hạn chế sử dụng khi dùng trong công nghiệp
• Dể bị mắc kẹt khi có rác hoặc cát, đá lẫn trong nước

Để giải quyết các hạn chế này,một loại đồng hồ đo lưu lượng được sử dụng nhiều nhất trong công nghiệp chính là đồng hồ đo lưu lượng điện từ. Chúng ta cùng tìm hiểu loại đồng hồ điện tử này nhé.

Đồng hồ đo lưu lượng nước điện tử

Đồng hồ đo lưu lượng nước điện tử hay còn được gọi là đồng hồ đo lưu lượng điện từ bởi nó hoạt động dựa trên nguyên tắc từ trường ( magnetic ). Bên trong than đồng hồ đo lưu lượng chỉ có các cảm biến nằm ẩn trong than của đồng hồ đo.

Do đó, khi nhìn vào bên trong chúng ta thấy chỉ là một ống rỗng. Nhờ thiết kế này mà tất cả các loại cát , đá, rác ( nếu có ) lẫn trong nước đều trôi theo dòng chảy. Đồng hồ vẫn hoạt động bền bỉ do ít bị môi trường bên ngoài tác động vào.

Đồng hồ đo lưu lượng nước điện tử chỉ đo được các loại nước dẩn điện bởi bên trong trống rỗng chỉ có cảm biến nằm trong than đồng hồ. Nguyên tắc đo dựa vào dòng chảy đi qua hai cảm biến đặt ngang đồng hồ.

Chính vì cách đo này mà điều kiện bắt buộc của đồng hồ đo lưu lượng nước điện tử là nước phải ngập ít nhất ½ ống nước đi đồng hồ.

Đồng hồ đo lưu lượng nước điện tử thường có màn hình hiển thị hai thông số : lưu lượng tức thời & lưu lượng tổng.

• Lưu lượng tức thời : cho biết lưu lượng đang chạy qua đồng hồ
• Lưu lượng tổng : cho biết tổng số lưu lượng nước đã đi qua đồng hồ

Ngoài ra, quan trọng nhất chính là tín hiệu truyền về dạng xung hoặc analog 4-20mA được tích hợp ngay bên trong đồng hồ để truyền về trung tâm giám sát và điều khiển.

Đồng hồ đo lưu lượng nước thải

Nước thải luôn đi kèm với yếu tố độc hại bởi nó có thể là nước thải sinh hoạt, nước thải y tế, nước thải chưa xử lý của các nhà máy sản xuất & cũng có thể là nước thải của nhà máy hoá chất. Các đồng hồ đo lưu lượng nước thải phải dùng vật liệu PTFE để lót bên trong than đồng hồ để bị ăn mòn.

Tiêu chuẩn lót PTFE cho đồng hồ đo lưu lượng nước thải gần như bắt buộc để đồng hồ đo lưu lượng hoạt động bền bỉ & chính xác hơn. Các tác động bởi môi trường nước độc hại không thể xâm phạm tới các thành phần bên trong đồng hồ.

Đồng hồ đo lưu lượng điện tử lót PTFE được sử dụng để đo lưu lượng nước thải với cảm biến làm bằng Inox 316 Ti với sai số 0.1%. Trên than đồng hồ có quy ước chiều dòng chảy giúp việc lắp đặt không bị nhầm lẫn. Hai kích thướt đường ống đồng hồ lưu lượng hay sử dụng nhất : DN50 & DN100

Đồng hồ đo lưu lượng nước DN50

Đồng hồ đo lưu lượng nước DN50 được sử dụng cho các đường ống có kích thướt vừa phải. Ở đây DN50 tương ứng với đường kính ngoài phi 60mm.Đường ống DN50 cho phép lưu T20lượng bơm đi qua từ thấp nhất 2121 m3/h cho đến cao nhất 84828m3/h đi qua đồng hồ đo lưu lượng nước DN50.

Nếu lưu lượng đi qua đồng hồ nhỏ hơn mức thấp nhất chúng ta phải chọn đường kính đồng hồ nhỏ hơn DN50, ngược lại …

… nếu lưu lượng lớn hơn mức lớn nhất đi qua đồng hồ chúng ta phải chọn đường kính đồng hồ lớn hơn DN50 sao cho lưu lượng nằm trong mức đo lường của đồng hồ.

Đồng hồ đo lưu lượng nước DN100

 

 

Đồng hồ đo lưu lượng nước DN100 có kích thước lớn hơn gấp đôi so với DN50 nhưng lưu lượng đi qua đồng hồ không phải là gấp đôi.

• Lưu lượng min đi qua đồng hồ : 8483 m3/h
• Lưu lượng max đi qua đồng hồ : 339288 m3/h

Đối với các lưu lượng từ 8483 – 339288 đi qua đồng hồ DN100 sẽ đo chính xác. Ngoài khoản lưu lượng này thì đồng hồ không đo được hoặc đo không chinh xác.

Đồng hồ đo lưu lượng dầu

Các loại dầu nói chung đều mang tính chất không dẩn điện chính vì thế đồng hồ đo lưu lượng kiểu điển tử hầu như không đo được mà phải dùng đồng hồ cơ kiểu turbin hoặc đồng hồ đo dạng cơ nhưng hiển thị điện tử.

Trong dầu có nhiều tạp chất làm kẹt các bánh răng chính vì thế cần phải lắp thêm lọc để giữ các tạp chất có kích thước lớn đi qua đồng hồ đo. Các bánh răng được làm bằng PTFE ăn giảm thiểu sự ma sát trong quá trình đo cũng như chịu được nhiệt độ cao & áp suất cao.

Đồng hồ đo lưu lượng dầu diesel

 

Dầu Diesel được đo bởi đồng hồ đo lưu lượng dạng bánh răng hiển thị bẳng dạng số Digital truyền thống hoặc hiển thị điện tử. Chức năng reset khi cần kết thúc quá trình bơm & bắt đầu chu trình bơm mới.

Đồng hồ đo lưu lượng dầu Diesel phù hợp cho các trạm xăng dầu để đo lưu lượng nhiên liệu bơm từ các xe chứa đầu vào kho chứa. Tất nhiên việc xuất nhiên liệu Diesel cũng dùng được loại đồng hồ lưu lượng dầu diesel này.

Đồng hồ đo lưu lượng xăng dầu

 

Đo lưu lượng xăng cần phải có tiêu chuẩn phòng nổ để đảm bảo an toàn cho việc đo lường. Tiêu chuẩn Atex | IEEx gần như bắt buộc đối với các loại đồng hồ đo lưu lượng xăng.

Sai số đóng vai trò quan trọng trong đo lưu lượng xăng với sai số chuẩn 0.5% tới 0.2%. Đo lưu lượng xăng không chịu nhiều áp lục bơm nhưng lưu lượng qua khá lớn & đồng hồ phải có độ chính xác cao để giảm thất thoát do sai số đo lường gây ra.

Đồng hồ đo lưu lượng Vortex

 

Đo lưu lượng hơi nóng, khí nén, gas, khí … đều không thể dùng các loại đồng hồ turbin hay điện tử mà phải dùng đồng hồ đo lưu lượng vortex. Phương pháp đo lưu lượng vortex dựa vào vận tốc của dòng khí tác động vào cảm biến được đặt giữa thân đồng hồ.

Khi luồng lưu lượng khí đi qua sẽ tác động vào cảm biến được đặt ở giữa than đồng hồ mà chúng ta có thể nhìn thấy bằng mắt thường được. Tại đây, dựa vào tần số xung đo được đồng hồ đo lưu lượng Vortex sẽ tính ra được lưu lượng tổng và lưu lượng tức thời của hơi đi qua.

Các yếu tố ảnh hưởng tới kết quả đo của đồng hồ vortex bao gồm :

• Áp suất qua đồng hồ
• Nhiệt độ tại thời điểm đo bên trong đường ống
• Loại môi chất cần đo : hơi nóng , hơi bảo hoà, gas , khí nén …
• Tỉ trọng của môi chất cần đo

Với thiết kế & nguyên lý đo của đồng hồ lưu lượng vortex có thể dùng đo cho các loại chất lỏng như đồng hồ đo lưu lượng điện tử.

Đồng hồ đo lưu lượng hơi

 

Ứng dụng sử dụng hơi; hay còn gọi là hơi nước hay hơi bão hoà; để chế biến thành phẩm cực kỳ lớn trong các ngành thực phẩm, hát chất; nước giải khát, bia rượu, cao su …. Với chi phí vận hành khổng lồ các nhà máy đều phải sử dụng đồng hồ đo lưu lượng hơi kiểu vortex để kiểm soát lưu lượng hơi đã sử dụng.

Chọn đồng hồ đo lưu lượng hơi bão hoà phù hợp không chỉ mang tới giải pháp đo lượng hơi nước đi qua chính xác mà còn góp phần xác định được lượng hơi tiêu thụ và lượng hơi tổn thất trong các đường ống dẩn hơi nước.

Hơi nóng bị tổn thất phụ thuộc vào nhiều yếu tố :

• Việc bọc bảo chưa đúng kỹ
• Phun lớp áo Foam pu đúng cách
• Đường kính ống ống dẩn hơi nóng phù hợp
• Áp suất trong đường ống

…..

Tất nhiên còn rất nhiều yếu tố khá cần các chuyên gia về lò hơi để tư vấn giải pháp cho phù hợp với từng điều kiện nhà máy thực tế.

Đồng hồ đo lưu lượng khí

 

Đồng hồ đo lưu lượng khí dạng turbine; mang tới giải pháp đo lường chính xác cao bên cạnh đồng hồ đo lưu lượng vortex. Loại đồng hồ cơ turbine phù hợp cho tất cả các loại khí không ăn mòn như : khí tự nhiên; propan, butan, không khí, nitơ … cho áp suất thấp và cả áp cao. Loại đồng hồ đo lưu lượng khí này; có thể dùg tới DN200 với vật liệu bằng thép đi kèm mặt bích.

Thông thường; than đồng hồ làm bằng nhôm nhằm giảm trọng lượng để dể dàng di chuyển và lắp đặt – vận hành. Trong một số yêu cầu đặc biệt có thể dùng vật liệu khác như thép trong các điều kiện áp suất cao.

Đồng hồ đo lưu lượng khí nén

 

Đo lưu lượng khí nén không được quá quan tâm; bởi nó chỉ mang tính theo dõi mà không ảnh hưởng tới quá nhiều chi phí vận hành. Tuy nhiên; việc giám sát được lượng khí nén sử dụng; cũng một phần giám sát được năng lượng giúp tiết kiệm điện năng.

Khí nén đi qua đồng hồ; tác động vào turbine bên trong đồng hồ; qua các cơ cấu bánh răng truyền động hiển thị lưu lượng khí đi qua chính xác. Trái với quan niệm; đồng hồ cơ có độ chính xác không cao như đồng hồ đo lưu lượng điện tử vortex. Đồng hồ cơ chuyên dùng đo cho khí nén có độ chính xác cao với sai số chỉ 0.2%.

 

Đồng hồ đo lưu lượng khí nén điện tử mang tới giải pháp đo lường với công nghệ hiện đại hơn; với màn hình hiển thị LCD hiển thị lưu lượng tức thời và lưu lượng tổng đi qua đồng hồ.

Các đường ống có kích thướt từ DN15- DN80 phù hợp cho các loại khí nén có lưu lượng nhỏ từ 100lít/phút 1200m3/giờ.

Đồng hồ đo lưu lượng Gas

 

Đo lưu lượng gas gần như là nhu cầu thiết yếu & rất quan trọng nhằm biết được lượng gas đi qua đồng hồ. Qua đó; chúng ta xác định được chi phí đầu vào vận hành hệ thống; qua đó tìm cách nâng cao hiệu suất máy móc một cách hiệu quả nhất.

Điểm bắt buộc đối với môi trường gas là; các đồng hồ đo lưu lượng Gas phải có tiêu chuẩn chống cháy nổ; cho tất cả các thành phần của đồng hồ. Ngay cả tín hiệu ngõ dạng xung ra cũng phải được tích hợp chuẩn Atex; để trước khi truyền về hệ thống.

Tiêu chuẩn Atex :

• Sensors compliant with Ex ia IIC T4… T6 Gb (-40ºC ≤ Ta +70ºC)
• Encoder compliant with Ex ib IIB T3… T6 Gb (-25ºC ≤ Ta +55ºC)

———-

 

Khác với đồng hồ đo lưu lượng loại turbin thì đồng hồ đo lưu lượng điện tử dùng cho Gas có nhiều loại tín hiệu ngõ ra hơn & hiển thị được nhiều thông số hơn :

• m3/h
• tổng lưu lượng m3
• output 4-20mA
• ngõ ra Modbus RTU
• ngõ ra xung

Màn hình hiển thị LCD sắc nét vừa dùng để kiểm tra lưu lượng qua đồng hồ & cài đặt lưu lượng đo tương ứng với tín hiệu ngõ ra. Đồng hồ đo lưu lượng dạng mặt bích chỉ lắp được cho đường kính DN80 trở lại.

Để đo cho các đường ống Gas lớn; cần phải dùng cảm biến lưu lượng cắm vào đường ống có thể đo lưu lượng thấp từ 6l/phút … 47m3/h cho các đường kính ống nhỏ từ DN15 cho đến DN300.

 

Lắp đặt đơn giản chỉ cần lắp với ren kết nối G1/2 kết nối vào đường ống sao cho đầu dò nằm bên trong đường ống cần lắp đặt. Để tăng độ chính xác cảm biến lưu lượng khí gas thường được tích hợp thêm cảm biến nhiệt độ. Đặc biệt các loại cảm biến lưu lượng điện tử có thể đo được hầu hết các loại khí : gas; khí; Nitrogen , argon , CO2 , Oxygen …

Cần tư vấn về các loại đồng hồ đo lưu lượng; hãy liên hệ với chúng tôi để được hổ trợ kỹ thuật về các loại đồng hồ đo lưu lượng nước điện từ; đo lưu lượng gas, đo lưu lượng khí nén …

Kỹ Sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa

Mobi : 0937 27 55 66

Mail : hoa.nguyen@huphaco.vn

Cảm biến áp suất không có hiển thị ? làm cách nào hiển thị giá trị áp suất chính xác nhất ? Bộ hiển thị áp suất S315 có độ chính xác cao dùng cho mọi loại cảm biến áp suất có tín hiệu ngõ ra khác nhau : 4-20mA , 0-20mA , 0-10V , 0-5V , 0.5-4.5V … giải quyết vấn đề hiển thị áp suất tại tủ điện một cách nhanh chóng , đơn giản cho người sử dụng.

Tự hào là một bộ hiển thị áp suất có xuất xứ từ Italy – tiêu chuẩn G7 với sai số thấp và hiển thị sắc nét cao ngay cả trong bóng tối mang đến sự nổi bật khi lăp đặt trên mặt tủ điện so với các bộ hiển thị LED 7 đoạn khác. Ngay cả người không có kiến thức về bộ hiển thị cũng có thể cài đặt và sử dụng bộ hiển thị điều khiển áp suất một cách nhanh chóng bởi thiết kế đơn giản & hướng dẩn chi tiết của nhà sản xuất.

Bộ Hiển Thị Áp Suất

Để sử dụng bộ hiển thị áp suất hiệu quả cần phải biết được tín hiệu ngõ ra của cảm biến áp suất. Tín hiệu ngõ ra của cảm biến áp suất phải tương ứng với tín hiệu đầu vào của cảm biến áp suất. Phần lớn các cảm biến áp suất đều có ngõ ra 4-20mA, chúng ta chỉ cần chọn được bộ hiển thị có tín hiệu ngõ ra 4-20mA giao tiếp được với nhau.

Bộ hiển thị 4 Số S315

Bộ hiển thị áp suất 4 số Model S315 mang tới giải pháp hiển thị sắc nét , đơn giản trong cài đặt và không cần cấp nguồn riêng. Nguồn cấp vào cảm biến cũng chính là nguồn nuôi cho màn hình hiển thị S315. Ngoài ra, chức năng tự output tín hiệu 4-20mA cũng được tích hợp ngay trên thiết bị.

Thông số kỹ thuật :

• Input : 4-20mA
• Output : 4-20mA
• Kích thướt : 96 x 48mm
• Hiển thị 4 số

Màn hình hiển thị S315 chỉ có có thể nhận input 4-20mA và output 4-20mA nên chỉ thích hợp cho các thiết bị đầu cuối nhận được tín hiệu 4-20mA. Chức năng đơn giản nên việc cài đặt cũng rất đơn giản phù hợp cho những ai không rành về thiết bị kỹ thuật hoặc đang tìm hiểu về ngành kỹ thuật. Các tín hiệu khác như 0-10V, 0-5V … chúng ta tham khảo them các bộ hiển thị khác

Bộ hiển thị 4 số S311A-4

Màn hình hiển thị 4 số S311A-4 có kích thướt tương đồng với màn hình hiển thị S315 với kích thướt 96 x 48 mm. Nguồn cấp riêng, tín hiệu đầu vào độc lập với tín hiệu ngõ ra với nhiều tuỳ chọn input và output hơn so với S315.

Thông số kỹ thuật :

• Input : Analog 4-20mA / 0-20mA / 0-10V / 0-5V tuỳ chọn bất kỳ
• Output : Analog 4-20mA / 0-20mA / 0-10V / 0-5V tuỳ chọn bất kỳ
• Nguồn cấp : độc lập 24Vdc hoặc 220Vac
• Hiển thị 4 số với khả năng chỉnh độ sáng thấp – cao

Do đa năng tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra nên bộ hiển thị S311A-4 là một sự lựa chọn tuyệt vời cho anh em chuyên ngành kỹ thuật với nhiều tuỳ chọn khác nhau.

Bộ hiển thị 6 số

Bộ hiển thị 6 số mang tới số lượng LED hiển thị nhiều hơn làm tăng độ chính xác hiển thị giá trị áp suất từ tín hiệu cảm biến áp suất truyền về.

Bộ hiển thị 6 số S311A-6 có cấu hình tương tự như bộ hiển thị S311A-4 nhưng có số lượng LED hiển thị nhiều hơn 2 chữ số. Loại màn hình hiến thị 6 số chỉ phù hợp cho các cảm biến có độ chính xác cao & cần hiển thị với độ phân giải cao hơn.

Thông số kỹ thuật :

• Input : Analog 4-20mA / 0-20mA / 0-10V / 0-5V tuỳ chọn bất kỳ
• Output : Analog 4-20mA / 0-20mA / 0-10V / 0-5V tuỳ chọn bất kỳ
• Nguồn cấp : độc lập 24Vdc hoặc 220Vac
• Hiển thị 6 số với khả năng chỉnh độ sáng thấp – cao

Bộ Điều Khiển Áp Suất

Ngoài chức năng hiển thị đôi khi chúng ta cần phải có tính năng điều khiển để đóng ngắt động cơ hoặc điều khiển relay để báo quá áp hoặc áp suất thấp. Để làm được điều đó chúng ta cần phải chọn đúng loại bộ điều khiển áp suất theo yêu cầu.

Bộ điều khiển áp suất S311A-4-H-O

Chức năng thông số hoàn toàn giống với bộ hiển thị S311A-4-H nhưng bộ điều khiển S311A-4-H-0 lại có them nhiều chức năng khác : 2 ngõ ra Relay 5A để đóng ngắt đông cơ hoặc báo còi, đèn. Ngoài ra còn có chức năng truyền thông Modbus RTU ngay trên bộ hiển thị.

Chức năng cảnh báo tích hợp ngay trên bộ điều khiển áp suất mang tới giải pháp toàn diện trong điều khiển áp suất. Tín hiệu Relay dùng để cài áp suất quá áp cũng như dùng để đóng ngắt động cơ trực tiếp. Ví dụ, cảm biến áp suất 0-10 bar đo áp suất khí nén cần cảnh báo quá áp tại 8 bar để ngắt động cơ và khi áp suất xuống dưới 5 bar thì máy nén khí bắt đầu chạy cho phép chạy lại.

Với một ngõ ra Relay có thể cài mức 8 bar ngắt động cơ và reset lại tại 5 bar cho motor chạy lại mà không cần dùng tới Relay thứ 2. Đa chức năng trên một relay tạo nên sự khác biệt so với các bộ điều khiển áp suất khác.

Tất cả các dữ liệu đều được truyền về PLC hoặc Scadar thông qua ngõ ra Analog 4-20mA hoặc Modbus RTU giúp chúng ta giám sát dể dàng trong quá trình điều khiển. Cài đặt nhanh ngay trên thiết bị mà không cần sử dụng tới các công cụ lập trình giúp đơn giản hoá quá trình vận hành và cài đặt.

Thông số kỹ thuật :

• Input : Analog 4-20mA / 0-20mA / 0-10V / 0-5V tuỳ chọn bất kỳ
• Output : Analog 4-20mA / 0-20mA / 0-10V / 0-5V tuỳ chọn bất kỳ
• Ngõ ra Relay : 2 ngõ ra 5A
• Ngõ ra : Modbus RTU Slave
• Nguồn cấp : độc lập 24Vdc hoặc 220Vac
• Hiển thị 4 số với khả năng chỉnh độ sáng thấp – cao

Bộ điều khiển áp suất S311A-6-H-O

Bộ điều khiển 6 số được xem là một nâng cấp của bộ S311A-4-H-O còn các chức năng khác hoàn toàn giống nhau. Các dữ liệu truyền về từ thiết bị đo được hiển thị đầy đủ – chính xác thậm chí chính xác hơn cả giá trị của thiết bị đo bởi các thiết bị đo hiển thị chỉ được 5 Digital trên màn hình.

Thông số kỹ thuật :

• Input : Analog 4-20mA / 0-20mA / 0-10V / 0-5V tuỳ chọn bất kỳ
• Output : Analog 4-20mA / 0-20mA / 0-10V / 0-5V tuỳ chọn bất kỳ
• Ngõ ra Relay : 2 ngõ ra 5A
• Ngõ ra : Modbus RTU Slave
• Nguồn cấp : độc lập 24Vdc hoặc 220Vac
• Hiển thị 4 số với khả năng chỉnh độ sáng thấp – cao

Ứng dụng bộ hiển thi điều khiển áp suất

Bộ điều khiển áp suất 4 Digital sử dụng trong hệ thống khí nén vừa hiển thị áp suất của máy nén khí với độ chính xác từng milibar và cho ra cảnh báo khi áp suất cao hoặc thấp bằng còi. Việc cài đặt thông số được ẩn bên trong các chức năng của bộ điều khiển tránh trường hợp bị người khác tác động vào làm thay đổi cấu hình của bộ điều khiển. Chỉ có người có chuyên môn mới có thể chỉnh điều chỉnh được làm tăng độ an toàn cho hệ thống.

Mua bộ điều khiển cảm biến áp suất ở đâu ?

Thật may mắn là bộ điều khiển áp suất của Seneca được công ty Hưng Phát phân phối chính hãng tại Viêt Nam. Có bộ hiển thị áp suất và điều khiển đều có sẵn với số lượng lớn để cung cấp cho khách hàng kịp thời. Tất cả các sản phẩm của công ty Hưng Phát phân phối đều được bảo hành 12 tháng , theo phương thức 1 đổi 1 do lỗi nhà sản xuất.

Kỹ sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa

Mobi : 0937 27 55 66

Mail : hoa.nguyen@huphaco.vn

Khi làm việc trong ngành điều khiển có hai tín hiệu được dung nhiều nhất đó chính là tín hiệu analog và tín hiệu Digital. Việc xử lý tín hiệu analog S7-1200 và xử lý tín hiệu Analog trong S7-1500 cần phải hiểu rõ bản chất của hai loại tín hiệu số và tín hiệu tương tự một cách chính xác nhất. Bài viết chia sẻ phân biệt tín hiệu Analog hay còn gọi là tín hiệu tương tự và tín hiệu Digital hay còn gọi là tín hiệu số.

Tín hiệu Analog và Digital

PLC là một thiết bị điện tử hoạt động dựa trên nguyên lý nhị phân & chỉ xử lý được các tín hiệu dạng 0 hoặc 1. Nhưng khi ghép nhiều bit nhị phân với nhau thì giá trị lưu trữ dạng nhị phân được nâng lên. Do đó, cần phải có những Modul mở rộng để biến đổi tín tương tự thành tín hiệu số dưới dạng chuỗi bit logic giúp PLC đọc và hiểu được.

Để tìm hiểu tín hiệu analog là gì trước tiên chúng ta cần phải biết tín hiệu là gì ? Chúng ta hãy quên đi các khái niệm sách vở mà đọc vào chẳng hiểu nói về cái gì. Tôi thì định nghĩa tín hiệu một cách đơn giản nhất .

Khi chúng ta nghe mộc bản nhạc bài “ Cát bụi “chẵng hạn. Chúng ta biết ngay đó là mộc bản nhạc của Trịnh Công Sơn. Như vậy, bản chất tín hiệu là một hình ảnh, âm thanh hoặc một hiện tượng nào đó mà con người có thể cảm nhận được. Đó gọi là tín hiệu.

Tín hiệu Digital ?

Tín hiệu Digital hay còn gọi là tín hiệu số bản chất chỉ là hai trạng thái 0 – 1 hay ON-OFF được hiểu đơn giản dưới dạng nhị phân Logic 0-1. Có nghĩa là , khi ở trạng thái 1 / tức là ON , 0 tức là OFF. Chúng ta cùng xem ví dụ :

Tín hiệu ON tương ứng với mức 1 và tín hiệu OFF tương ứng với mức 0 . Khá đơn giản ? Nếu tôi là một người chưa biết gì về kỹ thuật thì thật khó hiểu. Hãy xem tiếp nó là cái gì nhé .

Tín hiệu Digital sẽ tương ứng với hai mức nước Min và Max trong hình. Trong đó, mực nước Max tương ứng với bơm ngừng hoạt động ( OFF ) và khi mức nước Min sẽ tương ứng với bơm chạy ( ON ). Như vậy, Motor ON ( motor chạy ) – OFF ( motro tắt ) chính là tương ứng với hai mức 1 – 0 trong hệ nhị phân. PLC hay các sơ đồ điện điều khiển cũng hoạt động dựa trên Logic 1-0 này. Khá đơn giản ?

Tóm lại, tín hiệu Digital hay còn gọi là tín hiệu số tương ứng với hai mức 1 và 0 .

So sánh Tín hiệu Analog là gì ? Tín hiệu tương tự là gì ?

Tín hiệu tương tự là một dạng của tín hiệu Digital nhưng tương tự ở đây chính là tín hiệu lúc nào cũng có dạng tương tự như trước đó. Điều đó có nghĩa là tín hiệu Digital truyền về với một tần số nhất định cũng là tín hiệu tương tự. Chúng ta, rất hay nhầm lẫn giữa tín hiệu tương tự chỉ là tín hiệu Analog bởi tín hiệu Analog 4-20mA & 0-10V được dung phổ biến trong công nghiệp.

Tín hiệu analog là một tín hiệu liên tục biểu diễn trạng thái là một đường liên tục Sin , Cos hoặc đường cong lên xuống bất kỳ. Như vậy , tín hiệu analog là một tín hiệu tương tự về bản chất nhưng khác nhau về cường độ tín hiệu so với thời điểm trước đó.

Tín hiệu Analog 4-20mA là một đường cong lên xuống nhưng bản chất là sự thay đổi tín hiệu liên tục của sự giao động của tần số liên tục. Mô tả này cho chúng ta thấy bản chất của tín hiệu Analog để hiểu rõ tín hiệu Analog là gì.

Các loại tín hiệu analog thường dùng nhất

Ưu điểm của tín hiệu analog là độ chính xác cao & truyền nhanh nhưng lại có nhiều chuẩn khác nhau. Chúng ta cùng tìm hiểu các chuẩn tín hiệu analog trong công nghiệp.

• Tín hiệu Analog 4-20mA
• Tín hiệu Analog 0-10v
• Ngoài ra còn có cát loại tín hiệu analog khác như : 0-20mA,0-5V,2-10V,1-5V,0.5-4.5V

Trong các loại tín hiệu trên chỉ có tín hiệu 4-20mA được dùng phổ biến nhất. Tại sao tín hiệu 4-20mA được dùng nhiều nhất ? Các bạn tự tìm hiểu nhé.

Sự khác nhau giữa tín hiệu analog và Digital

Tới đây các bạn rất dể nhầm lẫn giữa tín hiệu Analog và Digital bởi bản chất tín hiệu Analog cũng là một tín hiệu tương tự. Nhưng chúng ta phải hiểu rõ hai tín hiệu này hoàn toàn khác nhau bởi tín hiệu Digital không có tính lắp lại liên tục còn tín hiệu analog luôn luôn có tính lặp lại dù tần số hoặc biên độ khác nhau.

Chuyển đổi tín hiệu Analog sang Digital

Ngày nay, chuẩn tín hiệu Analog được dùng phổ biến trong hầu hết các thiết bị đo và điều khiển. Trong một số trường hợp chúng ta lại chỉ muốn tín hiệu ngõ ra là tín hiệu Digital trên tín hiệu ngõ ra tương tự 4-20mA hoặc 0-10V đó. Việc này khá đơn giản nếu chúng ta dùng tới PLC và các khối lênh Logic bên trong PLC. Tuy nhiên, một ứng dụng đơn giản lại dùng tới PLC thì lại quá phí tài nguyên của PLC nên chúng ta có giải pháp là dùng bộ chuyển đổi tín hiệu Analog sang Digital.

Giải pháp đặt ra là dùng một bộ chuyển đổi tín hiệu Analog sang Digital Z109REG2-1 để biến đổi tín hiệu Analog 4-20mA / 0-10V  từ các cảm biến thành giá trị Digital theo mong muốn để báo động bằng còi hoặc đóng ngắt động cơ.

Chuyển đổi tín hiệu Digital sang analog

Các  tín hiệu từ Encorder , đồng hồ đo lưu lượng truyền tín hiệu về dạng Digital – xung với tần số cao nhưng các thiết bị đọc chỉ có thể đọc được tín hiệu Analog chuẩn. Lúc này chúng ta phải dung thiết bị chuyển đổi Digital sang Analog. Để sử dụng đúng chức năng chuyển đổi chúng ta cần phải xác định rõ loại tín hiệu Digital cần chuyển sang Analog.

PLC nhận được tín hiệu Digital nhưng với tần số cao thì không thể đọc được chính vì thế bộ chuyển đổi  Digital sang analog được xem là giải pháp tối ưu nhất.

Bộ khuếch đại tín hiệu Analog

Bên cạnh những ưu điểm của tín hiệu analog được sử dụng trong công nghiệp chúng ta lại gặp phải các rắc rối khi sử dụng tín hiệu analog 4-20mA hoặc 0-10V. Đó là việc suy giảm tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V trong việc truyền tín hiệu và điều khiển. Giải pháp đặt ra là phải truyền tín hiệu bị suy giảm đó thành tín hiệu đúng trước khi vào PLC. Bộ khuếch đại tín hiệu Analog 4-20mA / 0-10V nhận tín hiệu từ cảm biến đo có tín hiệu ngõ ra analog bị suy giảm, sau đó khuếch đại tín hiệu lên đúng với tín hiệu ngõ ra ban đầu của cảm biến.

Ngoài khả năng khuếch đại tín hiệu analog 4-20mA / 0-10V thì bộ Z109REG2-1 còn tích hợp chức năng chống nhiễu tín hiệu Analog giữa tín hiệu đầu vào, tín hiệu ngõ ra và nguồn cấp.

Tôi hy vọng rằng bài viết này sẽ mang tới kiến thức bổ ích cho mọi người. Cần tìm hiểu thêm thông tin vui lòng liên hệ hoặc comment để được giải đáp thêm.

Kỹ Sư Cơ Điện Tử

Nguyễn Minh Hoà

Email : hoa.nguyen@huphaco.vn

Mobi : 0937275566 – Mr Hoà