TOP Cảm Biến Mực Nước Không Tiếp Xúc

Đo mức nước bằng cảm biến siêu ậm - không cần tiếp xúc với môi chất nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác cao
Cảm biến báo mức nước chính xác cao
Cảm biến báo mức nước chính xác cao

Trước khi quyết định mua cảm biến đo mức nước hay còn gọi là cảm biến mực nước, đầu tiên bạn cần phải biết được chức năng của thiết bị mình cần mua để có được quyết định sáng suốt nhất. Việc đầu tư mua một thiết bị báo mức phụ thuộc rất nhiều vào giá thành của thiết bị ?

Đúng vậy , giá thành của cảm biến đo tác động lớn tới việc quyết định thiết bị nào phù hợp. Tuy nhiên, chọn thiết bị đúng với yêu cầu kỹ thuật mới là điều quan trọng nhất. Có rất nhiều loại cảm biến đo mức khác nhau. Tôi sẽ cho bạn biết các loại cảm biến đo mức nước có trên thế giới.

Hai loại cảm biến đo mức nước bạn phải biết

Để hiểu rõ hơn về các loại cảm biến đo mức nước khác nhau chúng ta cùng xem nguyên lý của hai loại cảm biến thường được sử dụng phổ biến nhất.

Cảm biến mức nước điện dung – Radar

Cảm biến đo mức tiếp xúc là một trong những phương pháp đo chính xác nhất
Cảm biến đo mức tiếp xúc là một trong những phương pháp đo chính xác nhất

Nguyên lý cảm biến mực nước tiếp xúc được sử dụng phổ biến nhất với nhiều loại cảm biến như : đo mức bằng điện cực, đo mức điện dung, đo mức nước dạng phao. Trong đó cảm biến mực nước công nghiệp được sử dụng để hiển thị mực nước trong bồn chứa và để đóng ngắt bơm tự động.
Với cảm biến GRLM-70N theo công nghệ Radar sẽ cho chúng ta biết được mức nước bên trong bồn là bao nhiêu. Trong khi đó cảm biến mức nước điện dung lắp ngang bồn sẽ cho chúng ta biết mức nước có tới giới hạn trên ( tràn ) hoặc giới hạn dưới ( cạn ) hay chưa. Bơm nước được kết nối với cảm biến mực nước để chạy tự động khi mực nước cạn và dừng lại khi mực nước đầy.

Cảm biến mức nước không tiếp xúc

Công nghệ đo không tiếp xúc phát triển để giải quyết các vấn đề khó khăn khi lắp đặt do : không gian lắp đặt hạng hẹp , vị trí lắp đặt không phù hợp , môi chất không cho phép thiết bị đo tiếp xúc với thiết bị đo.

Cảm biến đo mức không tiếp xúc cho các loại chất lỏng hoá chất
Cảm biến đo mức không tiếp xúc cho các loại chất lỏng hoá chất

Các cảm biến đo mức tiếp xúc phải lắp ngay trên bồn chứa hoặc dọc theo thành tank chứa để đo chính xác nhất. Trong một số trường hợp các điều kiện không cho phép lắp trực tiếp thì bắt buộc phải lắp từ trên xuống và không cho tiếp xúc với chất lỏng.

Cảm biến đo mức nước không tiếp xúc báo ON – OFF phù hợp cho các ứng dụng đo chất lỏng như acid hoặc các hoá chất có độc hai gây ảnh hưởng tới thiết bị đo.

Nguyên Lý Cảm Biến Mức Nước

Cảm Biến Mức Nước ON-OFF

Cảm biến mức nước ON-OFF
Cảm biến mức nước ON-OFF

Rơle cảm biến mực nước là một tên gọi khác để mô tả nguyên lý làm việc của cảm biến mức nước ON-OFF. Nguyên lý đo là chỉ cần có nước tiếp xúc với cảm biến thì sẽ xuất ra một tín hiệu Rơle loại NO hoặc NC. Thông qua tiếp điểm NO/NC chúng ta có thể đóng ngắt bơm hoặc báo còi – đèn khi nước đầy hoặc cạn.

Có hai cách lắp đặt cho cảm biến mức nước ON-OFF là lắp ngang ngay vị trí cần báo ON-OFF & lắp từ trên xuống. Đối với vị trí lắp từ trên xuống thì chúng ta có thể tuỳ chính mức nước ON-OFF trên độ dài của cảm biến. Cách lắp từ trên xuống sẽ thuận tiện hơn rất nhiều so với lắp ngang nhưng bị chiếm nhiều không gian hơn.

Công nghệ điện dung cho phép tuỳ chỉnh loại tín hiệu ngõ ra dạng thường đóng NC hay thường mở NO. Chúng ta không cần phân biệt loại tín hiệu ngõ ra NO hay NC với loại cảm biến mức nước nước bồn dạng điện dung. Để chọn đúng loại sản phẩm bạn nên liên hệ với nhà cung cấp chuyên nghiệp hiểu rõ sản phẩm để chọn được cảm biến phù hợp nhất.

Các loại cảm biến mức nước ON-OFF thường dùng :

  • Cảm biến mức nước 3 que
  • Cảm biến mức nước điện dung ON-OFF
  • Cảm biến siêu âm ON-OFF

Tuỳ theo điều kiện đo mà chúng ta chọn cảm biến cho phù hợp để cho kết quả chính xác nhất.

Cảm Biến Mức Nước 4-20mA

Cảm biến mức nước điện dung CLM-70
Cảm biến mức nước điện dung CLM-70

Các loại cảm biến đo mức nước liên tục tức là biết được độ cao của mức nước & có thể quy đổi ra thể tích được gọi là cảm biến mức nước 4-20mA. Loại cảm biến mức nước 4-20mA điện dung không chỉ cho kết quả đo chính xác mà còn có khả năng chịu được nhiệt độ cao và áp suất cao.

Các loại cảm biến mực nước bồn thường gặp :

  • Cảm biến mức nước điện dung
  • Cảm biến siêu âm đo mức nước
  • Cảm biến đo mức nước bằng sóng Radar

Trong ba phương pháp đo này thì cảm biến siêu âm và điện dung được sử dụng khá nhiều do giá thành cạnh tranh hơn so với Radar.

Các phương pháp đo mức nước mới nhất

Chọn phương pháp đo mực nước phù hợp không chỉ tiết kiệm được chi phí lắp đặt mà còn tăng tuổi thọ làm việc của cảm biến đo mức. Để làm được điều này người kỹ thuật chọn cảm biến đo mức nước hay các loại chất lỏng cần phải hiểu rõ nguyên lý đo của từng loại cảm biến đo mức.

Cảm biến mực nước 3 que

Một phương pháp đo mức cổ điển nhưng đơn giản, dể sử dụng với giá thành rẻ nhưng vẫn đảm bảo đo mức báo đầy và báo cạn chính xác. Tín hiệu ngõ ra dạng ON – OFF khi nước đầy – cạn dạng relay NO / NC với tải max 2A cho dòng max 250V. Cảm biến mực nước 3 que sử dụng trong mọi loại nước dẩn điện kể cả nước lẫn hoá chất ăn mòn.

Trên CDSU có thể điều chỉnh thời gian delay cho ngõ ra realy và cả độ nhạy của cảm biến cho phù hợp với từng loại chất lỏng.

Đo mức dạng điện cực để báo mức đầy - mức cạn mức nước
Đo mức dạng điện cực để báo mức đầy – mức cạn mức nước

Ưu điểm loại cảm biến mực nước 3 que :

  • Chịu được nhiệt độ lên tới 95oC
  • Áp suất chịu max tại 40 bar tại 25oC và 15 bar tại 95oC
  • Độ dài tối đa lên tới 3m
  • Vật liệu Inox 303 cho sử dụng tốt cho các loại chất lỏng
  • Thiết kế nhỏ gọn
  • Giá rẻ so với các loại cảm biến khác

Nhược điểm :

  • Khi dùng cảm biến đo điện cực phải dùng thêm một bộ điều khiển CDSU để điều khiển ngõ ra mức cao và mức thấp
  • Chỉ đo được cho chất lỏng dẩn điện
  • Công nghệ cũ

Cảm biến đo mực nước dạng phao

Phương pháp đo mức nước dạng phao cũng thuộc TOP thiết bị đo mức nước cổ điển với hiệu suất đáng tin cậy. Hai loại cảm biến loại phap hay dùng nhất :

  • Cảm biến báo mức dạng phao ON-OFF
  • Cảm biến báo mức nước dạng phao tuyến tính

Đo mức nước dạng phao ON-OFF dủng để báo đầy hoặc báo cạn trong giới hạn của phao. Phao báo đầy : khi mức nước tới giới hạn trên thì sẽ cho ra Relay OFF, khi nước xuống giới hạn dưới thì sẽ cho ra Relay ON .

Phao báo cạn : tương tự khi mức nước ở dưới cùng thì ON và khi mức nước lên tới giới hạn trên OFF.

Cả hai mức giới hạn ON – OFF này tương ứng NO/ NC bên trong của cảm biến đo mức nước dạng phao.

Đo mức nước dạng phao sử dụng cho mọi loại chất lỏng
Đo mức nước dạng phao sử dụng cho mọi loại chất lỏng

Phao inox sẽ trượt từ đầu đến cuối thanh kim loại khi mức nước dâng lên hoặc hạ xuống. Tại vị trí mức nước thấp nhất cảm biến phao sẽ cho ra giá trị 4mA, còn tại vị trí mức nước cao nhất sẽ cho ra giá trị 20mA. Bên trong đầu cảm biến sẽ có một bộ chuyển đổi giá trị điễn trở thành giá trị 4-20mA.

Bản chất của phao từ này là thay đổi giá trị điện trở của thanh kim loại. Bên trong thanh kim loại là nam châm, khi phao inox di chuyển lên xuống làm thay đổi giá trị điện trỡ của thanh nam châm này. Bộ chuyển đổi biến trở sang 4-20mA đóng vai trò quan trọng trong việc đưa tín hiệu điện trở thành tín hiệu analog 4-20mA.

Ứng dụng cảm biến đo mức dạng phao cho từng khu vực
Ứng dụng cảm biến đo mức dạng phao cho từng khu vực

Ngoài hai loại cảm biến phao lắp đứng từ trên xuống thì còn nhiều loại cảm biến báo mức phao dạng lắp ngang khác. Tuỳ theo điều kiện lắp đặt và môi trường sử dụng chúng ta chọn cảm biến phao báo đầy – báo cạn tương ứng.

Ưu điểm cảm biến phao :

  • Giá thành tương đối thấp so với các loại cảm biến đo khác
  • Dùng được cho tất cả các loại chất lỏng ngoại trừ các chất kết dính , dạng sệt
  • Lắp đặt và sử dụng đơn giản

Nhược điểm :

  • Công nghệ lỗi thời
  • Dể hư hỏng sau thời gian ngắn sử dụng do phao từ dể bị kẹt gây báo sai tín hiệu

Cảm biến báo mức chất lỏng dạng điện dung

Cảm biến đo mức dạng điện dung có thiết kế gần như giống hoàn toàn với cảm biến đo kiểu điện cực. Nhưng, công nghệ đo sử dụng kiểu điện dung cho thời gian đáp ứng nhanh hơn rất nhiều so với các loại cảm biến đo mức khác.

Cảm biến điện dung đo mức nước độ chính xác cao và giá tốt so với các loại cảm biến đo mức khác
Cảm biến điện dung đo mức nước độ chính xác cao và giá tốt so với các loại cảm biến đo mức khác

Phương pháp đo mức điện cực giải quyết bài toán đo nước dẩn điện và cả không dẩn điện bởi tích hợp nhiều công nghệ tiên tiến hơn so với các loại cảm biến khác. Cảm biến điện dung dùng để đo mức nước được bọc một lớp FEP bên ngoài sử dụng được cả trong môi trường đòi hỏi chuẩn vi sinh.

Khả năng chịu nhiệt độ cao lên tới 130oC và chịu áp lên tới 50 bar giải quyết các môi trường đo khắc nghiệt nhất.

Thông số kỹ thuật của cảm biến đo mức điện dung

  • Vật liệu thân cảm biến Inox 304
  • Vật liệu đầu dò cảm biến 316 phủ một lớp FEP bên ngoài vừa bảo vệ đầu dò cảm biến vừa đạt các tiêu chuẩn vệ sinh thực phẩm và dược phẩm
  • Tín hiệu ngõ ra dạng PNP đối với cảm biến báo mức đầy – báo mức cạn và ngõ ra analog 4-20mA hoặc 0-10V đối với cảm biến điện dung đo liên tục
  • Nguồn cấp nhận từ 9….36Vdc
  • Có thể điều chỉnh được độ nhạy thông qua vít bên trong thiết bị hoặc ngay trên màn hình hiển thị
  • Đạt tiêu chuẩn Atex trong các môi trường phòng nổ

Ưu điểm cảm biến đo mức điện dung

  • Độ chính xác cao
  • Thời gian đáp ứng nhanh
  • Tuổi thọ dài hơn so với các loại cảm biến khác
  • Sử dụng được cho nhiều loại chất lỏng khác nhau
  • Khả năng chịu được môi trường khác nghiệt như nhiệt độ cao , áp suất cao mà các loại cảm biến khác không đáp ứng được

Nhược điểm của cảm biến đo mức điện dung

  • Phải cấp nguồn nuôi cho cảm biến 9-36Vdc
  • Giá thành cao hơn so với các loại cảm biến cùng loại
  • Sai số cao 1%

Cảm biến đo mức kiểu điện dung đo được trong các chất lỏng và cả trong các chất rắn , xi măng , lúa , gạo … Một giải pháp tuyệt vời cho các ứng dụng với chi phí thấp so với các loại cảm biến đo mức khác .

Cảm biến siêu âm đo mức nước

Đo mức nước bằng cảm biến siêu ậm - không cần tiếp xúc với môi chất nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác cao
Đo mức nước bằng cảm biến siêu ậm – không cần tiếp xúc với môi chất nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác cao

Đo mức dạng siêu âm sử dụng công nghệ phát sóng từ cảm biến tới chất lỏng cần đo,sóng âm này sẽ bị phản hồi lại khi gặp mặt nước. Cảm biến siêu vừa phát sóng ra đồng thời cũng nhận sóng phản hồi lại, dựa vào sự thay đổi tần số mà cảm biến đo được khoảng cách từ cảm biến tới mặt nước.

Cảm biến siêu âm phù hợp với các ứng dụng đo mức nước yêu cầu không được tiếp xúc với chất lỏng. Tín hiệu ngõ ra tuyến tính dạng analog 4-20mA hoặc 0-10V.

Ưu điểm của cảm biến siêu âm

  • Đo mức chất lỏng như nước và các loại chất lỏng khác với độ chính xác cao
  • Thời gian đáp ứng nhanh
  • Tín hiệu ngõ ra chuẩn analog 4-20ma
  • Có thể cài đặt được thang đo khi cần điều chỉnh khoảng cách cho chính xác
  • Giá thành tương đối phù hợp với các loại đo mức khác
  • Đo được cho cả chất rắn và chất lỏng

Nhược điểm của cảm biến siêu âm

  • Cảm biến có điểm mù tại điểm cao nhất của cảm biến hay còn gọi Dead zone
  • Khoảng cách đo tối đa 20m
  • Giá thành cao hơn các loại cảm biến đo mức khác
  • Khoảng cách đo giảm phân nữa khi đo cho chất rắn

Sử dụng cảm biến siêu âm để đo mực nước là một lựa chọn tuyệt vời cho các ứng dụng cần đo khoảng cách hoặc thể tích bồn chứa với độ chính xác không quá cao. Với các ứng dụng cần độ chính xác cao phải chọn phương pháp đo mức khác phù hợp hơn.

Cảm biến đo mức nước bằng áp suất

Trình trạng mưa kéo dài làm tăng mực nước sông một cách đáng kể, có thể dẩn tới lũ lụt gây thiệt hại lớn cho các vùng thường xuyên chống chọi với lũ lụt.

Kiểm soát được mức nước sông bằng các thiết bị đo mức nước liên tục giúp giảm các thiệt hại về người và tài sản.

Cảm biến thả chìm đo mức nước sông , nước giếng , nước suối với độ sâu lớn
Cảm biến thả chìm đo mức nước sông , nước giếng , nước suối với độ sâu lớn

Đo mức nước sông giúp kiểm soát lượng nước tăng bất ngờ giúp kịp thời đối phó với mưa lũ – thiên tai

Cảm biến mực nước sông hay nước giếng dựa trên nguyên tắc thay đổi áp suất tính từ bề mặt nước tác động lên cảm biến. Khi mức nước thay đổi làm áp lực tác động lên cảm biến thay đổi theo. Chính vì thế cảm biến đo chính xác trong mọi điều kiện khác nhau khi thả chìm vào trong nước.

Các việc cần làm khi chọn cảm biến đo mức nước sông – nước giếng

  • Định độ sâu mức nước cần đo
  • Xác định môi trường cần đo : nước sông , nước giếng …
  • Chọn độ dài của cáp tín hiệu sao cho lớn hơn độ sâu của của mức nước
  • Tín hiệu ngõ ra cho cảm biến
  • Chọn bộ hiển thị mức nước phù hợp
Đo mức nước giếng hay hồ thuỷ điện cần dùng cảm biến đo mức thuỷ tĩnh để có độ chính xác cao nhất
Đo mức nước giếng hay hồ thuỷ điện cần dùng cảm biến đo mức thuỷ tĩnh để có độ chính xác cao nhất

Sai lầm khi chọn cảm biến thả chìm

  • Chọn độ sâu không phù hợp với thực tế
  • Chọn cáp tín hiệu sai loại , không phù hợp với mơi trường nước
  • Bộ hiển thị mức nước không hiển thị đúng mức nước

Hậu quả của việc chọn sai lầm cảm biến đo mức là đo không chính xác mà còn có thể hư hỏng sau một thời gian ngắn sử dụng.

Chọn cảm biến mực nước phù hợp với ứng dụng thực tế

Do có rất nhiều loại cảm biến đo mức khác nhau phục vụ cho nhiều ứng dụng khác nhau trong thực tế. Chính vì thế mà người sử dụng muốn chọn một loại cảm biến phú hợp với yêu cầu của mình là một  khó khăn không nhỏ.

Hiểu rõ chức năng từng loại cảm biến không chỉ giúp chúng ta tự chủ để chọn cảm biến chính xác mà còn tiết kiệm được chi phí vận hành. Nếu bạn chưa biết gì về các loại cảm biến cần sử dụng cần liên hệ ngay một nhà tư vấn hoặc chuyên gia trong ngành.

Cảm biến đo mức nước

Hai loại đo mức nước cần xác định rõ trước khi tìm hiểu vể các loại cảm biến đo. Đó chính là :

  • Đo mức báo đầy & báo cạn
  • Đo mức liên tục

Để báo đầy báo cạn có nhiều phương pháp đo trong đó đo mức kiểu điện dung đang được ưa chuộng sử dụng với độ chính xác cao.

Đo mức đầy - mức cạn bằng cảm biến điện dung cho độ chính xác cao hơn so với các loại cảm biến khác
Đo mức đầy – mức cạn bằng cảm biến điện dung cho độ chính xác cao hơn so với các loại cảm biến khác

Hai điểm quan trọng trong bồn chứa chất lỏng

  • Cảm biến báo tràn đóng vai trò quan trọng trong việc ngắt bơm để mức chất lỏng không tràn quá mức giới hạn cho phép. Chọn cảm biến báo tràn không phù hợp làm phát sinh nhiều chi phí không đáng có như : tổn hao nguyên liệu , chi phí vệ sinh , mua thiết bị đo mới …
  • Cảm biến báo mức cạn điều khiển bơm đảm bảo mức nước trong tank không bị xuống thấp quá mức cho phép. Tiết kiệm thời gian , nâng cao năng suất làm việc nếu chúng ta chọn cảm biến báo mức cạn đúng yêu cầu kỹ thuật.

Giám sát thể tích nước trong bồn chứa

Cảm biến đo mực nước đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát mức nước trong các tank chứa. Dựa vào nguyên tắc đo khoảng cách cùng các thông số của tank chứa chúng ta có thể quy đổi ra thể tích trong bồn chứa.

Các loại cảm biến đo mức liên tục giám sát mức nước :

  • Cảm biến siêu âm
  • Cảm biến điện dung
  • Đo mức bằng áp suất
  • Cảm biến Radar

Cảm biến đo mức nhiên liệu

Đo mức xăng dầu

Giám sát mức nhiên liệu trong các xe chở xăng dầu giúp giảm thất thoát trong quá trình vận chuyển. Dùng cảm biến chuyên dụng để đo mức xăng dầu cho kết quả đo chính xác & phi phí phù hợp.

Giám sát mức nhiên liệu các xe chứa xăng dầu bằng phương pháp hiện đại
Giám sát mức nhiên liệu các xe chứa xăng dầu bằng phương pháp hiện đại

Đo mức nhiên liệu dùng cảm biến độ chính xác cao dùng để theo dõi và kiểm soát mức nhiên liệu trong các thiết bị vận tải & cả các kho chứa xăng dầu.

Một thiết bị điện tử dạng thanh có độ dài bằng với bình chứa nhiên liệu đảm bảo đo chính xác mức nhiên liệu bên trong bằng công nghệ tiên tiến nhất như : điện dung, radar

Lắp đăt , sử dụng cảm biến đo mức nhiên liệu xăng dầu cần sư hổ trợ của các chuyên gia hoặc các kỹ thuật viên chuyên nghiệp để đảm bảo quá trình lắp đặt chính xác nhất.

Cảm biến đo mức chất rắn

Đo mức chất rắn một cách chính xác gần như là một điều bất khả thi cho đến thời điểm hiện nay do giới hạn vể mặt công nghệ & đặc thù của chất rắn.

Đo mức chất rắn trong các silo cần chọn đúng loại cảm biến cho từng môi trường cụ thể
Đo mức chất rắn trong các silo cần chọn đúng loại cảm biến cho từng môi trường cụ thể

Các chất rắn khi được cho vào các silo sẽ có độ cao không đồng nhất với nhau. Thông thường ở giữa sẽ luôn cao hơn so với hai thành silo có hình dáng như hình chóp. Ngược lại, khi xả liệu thì hai bên thành silo lại là điểm cao nhất, còn ở giữa là thấp nhất.

Để giải quyết vấn đề này chúng ta cần chọn cảm biến phù hợp với từng loại nguyên liệu, đồng thời chọn vị trí lắp đặt phù hợp nhất theo khuyến cáo của nhà sản xuất.

Cảm Biến Áp Suất 4-20mA | Phân Biệt 4-20mA ~ HART

Cảm biến áp suất 4-20mA vs 4-20mA HART

Trong lĩnh vực đo lường và tự động hóa công nghiệp, cảm biến áp suất 4-20mA đóng vai trò vô cùng quan trọng. Với hơn 15 năm kinh nghiệm trong ngành đo lường áp suất, tôi sẽ phân tích chi tiết về loại cảm biến này, cách thức hoạt động và ứng dụng thực tế của chúng.

Cảm biến áp suất 4-20mA vs 4-20mA HART
Cảm biến áp suất 4-20mA vs 4-20mA HART

Cảm biến áp suất 4-20mA là gì?

Cảm biến áp suất 4-20mA là thiết bị chuyên dụng được thiết kế để đo lường áp suất của chất lỏng hoặc khí và chuyển đổi thành tín hiệu điện tương ứng trong dải từ 4mA đến 20mA. Đây là chuẩn tín hiệu phổ biến nhất trong công nghiệp nhờ khả năng chống nhiễu tốt và truyền tín hiệu đường dài hiệu quả.

Nguyên lý cơ bản của cảm biến này là:

  • Khi áp suất bằng 0 hoặc giá trị thấp nhất trong thang đo, cảm biến sẽ xuất tín hiệu 4mA
  • Khi áp suất đạt giá trị cao nhất trong thang đo, cảm biến sẽ xuất tín hiệu 20mA
  • Các giá trị áp suất trung gian sẽ được chuyển đổi tuyến tính thành tín hiệu dòng điện tương ứng
  • Khi bị mất tín hiệu điều đó có nghĩa rằng dây đã bị đoãn mạch ( bị đứt ).

Xem thêm: chi tiết cảm biến áp suất tại đây!

Ưu điểm của cảm biến áp suất 4-20mA

  1. Truyền tín hiệu khoảng cách xa: Tín hiệu dòng điện 4-20mA ít bị suy hao khi truyền đi xa
  2. Khả năng chống nhiễu cao: Ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ so với tín hiệu điện áp
  3. Dễ dàng phát hiện lỗi: Nếu tín hiệu dưới 4mA thường là dấu hiệu của đứt dây hoặc lỗi cảm biến
  4. Tương thích rộng: Tương thích với hầu hết các bộ điều khiển, PLC và hệ thống SCADA

Ví dụ thực tế: Cảm biến áp suất SR1E005A00

Cảm biến áp suất SR1E005A00 là một ví dụ điển hình về cảm biến áp suất 4-20mA chất lượng cao. Đây là model với các thông số kỹ thuật sau:

  • Dải đo: 0-16 bar
  • Tín hiệu đầu ra: 4-20mA
  • Độ chính xác: ±0.5% F.S
  • Vật liệu tiếp xúc: Thép không gỉ 316L
  • Kết nối quy trình: G1/4 tiêu chuẩn
  • Nhiệt độ làm việc: -25°C đến +85°C
  • Cấp bảo vệ: IP65

Áp dụng công thức tính toán

Với cảm biến SR1E005A00, công thức tính áp suất từ tín hiệu dòng điện như sau:

Áp suất = (Dòng điện – 4mA) × (Dải đo) / 16mA

Ví dụ:

  • Khi dòng điện = 4mA → Áp suất = (4 – 4) × 16 / 16 = 0 bar
  • Khi dòng điện = 8mA → Áp suất = (8 – 4) × 16 / 16 =4 bar
  • Khi dòng điện = 12mA → Áp suất = (12 – 4) × 16 / 16 = 8 bar
  • Khi dòng điện = 16mA → Áp suất = (16 – 4) × 16 / 16 = 12 bar
  • Khi dòng điện = 20mA → Áp suất = (20 – 4) × 16 / 16 = 16 bar

Kết hợp với bộ hiển thị áp suất STR551-12ABC-T128R

Bộ hiển thị áp suất STR551-12ABC-T128R
Bộ hiển thị áp suất STR551-12ABC-T128R

Để hiển thị kết quả đo áp suất từ cảm biến SR1E005A00, chúng ta cần kết hợp với bộ hiển thị chuyên dụng như STR551-12ABC-T128R. Đây là bộ hiển thị số hiện đại với các tính năng nổi bật:

  • Màn hình OLED: Hiển thị giá trị áp suất rõ ràng, dễ đọc
  • Đầu vào: Tương thích với tín hiệu 4-20mA
  • Khả năng lập trình: Có thể điều chỉnh thang đo, đơn vị hiển thị (bar, PSI, kPa…)
  • Chức năng cảnh báo: Cài đặt giá trị ngưỡng cao/thấp với đầu ra relay
  • Nguồn cấp: 24VDC hoặc 220Vac

Cách kết nối cảm biến SR1E005A00 với bộ hiển thị STR551-12ABC-T128R

Kết nối bộ hiển thị áp suất STR551-12ABC-T128R
Kết nối bộ hiển thị áp suất STR551-12ABC-T128R
  1. Kết nối bộ hiển thị với nguồn điện 24VDC / 220Vac
  2. Đấu nối cảm biến với bộ hiển thị theo sơ đồ:
    • Dây (+) của cảm biến kết nối với terminal 10 của STR551-12ABC-T128R
    • Dây (-) của cảm biến kết nối với terminal 11 của STR551-12ABC-T128R

Lưu ý là sơ đồ này không cần cấp nguồn cho cảm biến mà bộ STR551-12ABC-T128R vừa cấp nguồn vừa nhận tín hiệu từ cảm biến áp suất 4-20mA. Quá hay đúng không nào.

Cấu hình bộ hiển thị:

    • Thiết lập intput đầu vào 4-20mA
    • Hiệu chỉnh zero và span tương ứng: Zero tại 0 và Span tại 16
    • Cài đặt đơn vị hiển thị phù hợp (bar)
    • Thiết lập các ngưỡng cảnh báo (nếu cần), STR551-12ABC-T128R có 2 Alarm để cài mức thấp và mức cao.

Lúc này bộ hiển thị áp suất STR551-12ABC-T128R sẽ tự hiểu rằng min 4mA là 0 bar, max 20mA là 16 bar. Khi áp suất tăng dần thì tín hiệu tăng dần từ 4mA lên 20mA.

Phân biệt cảm biến áp suất 4-20mA và 4-20mA HART

Cảm biến áp suất 4-20mA SR1 Series
Cảm biến áp suất 4-20mA SR1 Series
Model Dải đo áp suất 4mA 8mA 12mA 16mA 20mA
SR10005A00 0/1.0 bar 0 bar 0.25 bar 0.5 bar 0.75 bar 1.0 bar
SR1A005A00 0/1.6 bar 0 bar 0.4 bar 0.8 bar 1.2 bar 1.6 bar
SR1B002A00 0/2.5 bar 0 bar 0.625 bar 1.25 bar 1.875 bar 2.5 bar
SR1C002A00 0/4 bar 0 bar 1 bar 2 bar 3 bar 4 bar
SR1D005A00 0/6 bar 0 bar 1.5 bar 3 bar 4.5 bar 6 bar
SR13005A00 0/10 bar 0 bar 2.5 bar 5 bar 7.5 bar 10 bar
SR1E005A00 0/16 bar 0 bar 4 bar 8 bar 12 bar 16 bar
SR1F002A00 0/25 bar 0 bar 6.25 bar 12.5 bar 18.75 bar 25 bar
SR1F005A00 0/25 bar 0 bar 6.25 bar 12.5 bar 18.75 bar 25 bar
SR1G005A53 0/40 bar 0 bar 10 bar 20 bar 30 bar 40 bar
SR1H005A53 0/60 bar 0 bar 15 bar 30 bar 45 bar 60 bar
SR16005A00 0/100 bar 0 bar 25 bar 50 bar 75 bar 100 bar
SR1J002A00 0/160 bar 0 bar 40 bar 80 bar 120 bar 160 bar
SR1K005A53 0/250 bar 0 bar 62.5 bar 125 bar 187.5 bar 250 bar
SR18005A53 0/400 bar 0 bar 100 bar 200 bar 300 bar 400 bar
SR19005A53 0/600 bar 0 bar 150 bar 300 bar 450 bar 600 bar

Với cảm biến áp suất 4-20mA thì tín hiệu ngõ ra 4-20mA sẽ cố định tương ứng với áp suất của cảm biến. Điều đo có nghĩa rằng anh em cần chọn đúng dãy đo áp suất để đạt được độ chính xác.

Để xác định cảm biến có đạt đủ chính xác thì anh em có thể kiểm tra tín hiệu áp suất tại các điểm áp suất theo bảng trên.

Tín hiệu 4-20mA HART, là điểm khác biệt. Hầu hết các cảm biến áp suất Smart Pressure Transmitter đều tích hợp chuẩn HART trên tín hiệu 4-20mA như FKP, FKC, FKG của Georgin.

Cảm biến áp suất 4-20mA HART | FKP
Cảm biến áp suất 4-20mA HART | FKP

Tín hiệu HART (Highway Addressable Remote Transducer) 4-20mA là một chuẩn giao tiếp công nghiệp tiên tiến kết hợp giữa tín hiệu tương tự truyền thống 4-20mA và truyền thông kỹ thuật số. Đây là một cải tiến quan trọng đối với cảm biến áp suất trong hệ thống tự động hóa công nghiệp.

Đối với các tín hiệu 4-20mA HART thì có thể cài đặt bằng Handheld như handheld 475 của Emersion hoặc các đồng hồ Fluke có tích hợp chuẩn HART để giao tiếp với các thiết bị đo lường áp suất.

Mình ví dụ: cảm biến áp suất FKP có áp suất 0-100 bar dễ dàng cài đặt xuống 0-10 bar bằng phím bấm trên màn hình hoặc bằng Handheld chuẩn HART.

Anh em có thắc mắc gì thêm về cảm biến áp suất 4-20mA hay chuẩn HART không. Đừng ngần ngại liên hệ với mình nếu còn chưa rõ gì nhé.

Chúc anh em thành công!

Modbus RTU Là Gì ? Modbus Hoạt Động Như Thế Nào

Modbus một dạng truyền thông theo mô hình Slave – Master trên đường truyền vật lý RS485 hoặc RS232 được sử dụng rộng rãi thay thế cho các chuẩn truyền thông cũ như analog 4-20mA , Analog 0-10V , Digital …

modbus tcp:ip
Tín hiệu truyền thông modbus TCP/IP

Modbus là gì và nó hoạt động thế nào ?

Modbus là một chuẩn truyền thông công nghiệp được phát triển bởi Modicon ( nay thuộc về Schneider ) vào năm 1979 thay thế các chuẩn truyền thông truyền thống để truyền về PLC hoặc Scada. Cách hoạt động của Modbus dựa trên nguyên tắc Master – Slave trên đường truyền RS232 và RS485.

modbus RTU
Mô hình kết nối tín hiêu modbus rtu đưa lên internet

Modbus trở thành một chuẩn truyền thông công nghiệp tiêu chuẩn bởi nó : ổn định – đơn giản – dể sử dụng & miễn phí. Điều này có nghĩa rằng các nhà sản xuất có thể tự tích hợp chuẩn Modbus vào sản phẩm của họ mà không cần trả tiền bản quyền.

Chỉ cẩn các thiết bị cùng chung một chuẩn với nhau thì có thể giao tiếp với nhau mà không cần quan tâm nó là thiết bị gì của hãng nào sản xuất. Đây chính là ưu điểm vượt trội so với các chuẩn truyền thông khác như : Profibus , Canopen , Manchester

Modbus được sử dụng để kết nối với máy tính với các thiết bị đầu cuối ( RTU ) hay hệ thống SCADA ). Có nhiều loại Modbus : Modbus RTU , Modbus ASCII , Modbus TCP/IP

Ứng dụng của Modbus RTU

Sử dụng chuẩn truyền thông Modbus RTU giúp kết nối tất cả các thiết bị ( max 128 địa chỉ ) trên 2 dây tín hiệu RS485 .

ứng dụng modbus rtu
Các modbus slave nhận dữ liệu từ analog truyền về máy tính thông qua 2 dây RS485

Với mỗi modbus Slave tương ứng với một từ 4-8 tín hiệu Analog đầu vào hoặc nhiều hơn với 10 Digital. Các tín hiệu mắc song song nhau truyền vào Gateway để truyền lên internet thông qua Modul R-Key hoặc Z-key.

Như vậy tất cả các tín hiệu chỉ truyền đi trên 2 dây cho rất nhiều loại tín hiệu khác nhau thông qua các Modul Modbus RTU. PLC hay các thiết bị có chuẩn Moddbus có thể giao tiếp với các thiết bị đo tại bất kỳ nơi nào thông qua Modbus TCP hay còn gọi là Modbus IP.

Modbus hoạt động như thế nào

Modbus RTU hoạt động dựa trên nguyên tắc Master – Slave tức là một bên nhận ( Master ) và một bên truyền tín hiệu ( Slave ) thông qua địa chỉ thanh ghi. Phương thức truyền của Modbus RTU bằng đường truyền vật lý RS232 hoặc RS485, Modbus TCP/IP thì truyền trên địa chỉ IT thông qua Internet.

bo chuyen doi analog sang modbus
Cách chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang RS485

Bộ chuyển đổi Z-8AI nhận 8 tín hiệu analog dạng 4-20mA hoặc 0-10V chuyển sang Modbus RTU 2 dây trên nên tảng RS485 thông qua hệ Hexadecimal.

Hệ số Hexadecimal là gì ?

Chúng ta đã quá quen thuộc với việc sử dụng hệ số thập phân từ 0….9 tuy nhiên trong lập trình lại tồn tại nhiều hệ số khác nhau như : hệ nhị phân ( binary ) , hệ 8 ( octal ) ngoài ra còn có hệ 16 ( Hex ) hay còn gọi là thập lục phân

Modbus RTU sử dụng hệ Hexa nên chúng ta chỉ quan tâm tới hệ 16 này thôi nhé .

hệ 16 hexa
Hệ 16 hexa

Hệ thập lục phân được quy định từ 0…F tương ứng với 0…15 trong hệ thập phân chúng ta thường hay sử dụng. Mỗi 4 bit được biểu thị trong 16 ký tự từ 0…F tương ứng 0000….1111 trong hệ nhị phân.

Dữ liệu truyền trên Modbus như thế nào ?

Dữ liệu được lưu trữ trong Slave trong 4 bảng khác nhau với hai bảng lưu trữ On/OFF các giá trị Coil và hai thanh ghi lưu trữ. Các thanh ghi này đều có khả năng đọc và ghi. Mỗi thanh ghi có 1 Word = 16 bit = 2 bytes có địa chỉ từ 0000 đến 260E.

Coil được xem như là địa chỉ của thanh ghi Ví dụ 40001 có địa chỉ dữ liệu là 0000 các giá trị này có thể lệch nhau 1 , 10001 , 30001 , 40001.

Modbus RTU RS 485
Cách truyền dữ liệu trên Modbus RTU RS 485

Phân biệt RS232 và RS485

RS232 là gì ?

RS232 còn được gọi là cổng COM thường được thấy trong các máy tính bàn & tất cả đều có công truyền thông theo chuẩn RS232 để giao tiếp các thiết bị khác như máy in , máy fax ….

RS-232 sử dụng 3 dây Tx ( truyền ) , Rx ( nhận tín hiệu ) và GND ( đất ). RS 232 hoạt động dựa trên sự chênh lệch áp giữa TX , Rx và GND

– Nhược điểm của chuẩn truyền RS232 là tín hiệu không thể truyền đi xa, do việc mất mát tín hiệu không thể phục hồi được , và việc kết nối theo chuẩn RS232 chỉ được thực hiện giao tiếp giữa 2 thiết bị (point – to – point) nên hạn chế số lượng thiết bị có trong mạng .
– Một số đặc điểm của chuẩn truyền RS232 là : khoảng cách truyền tối đa là 15m, tốc độ truyền là 20Kbps, hỗ trợ kết nối điểm – điểm trên một mạng

chuẩn RS 232
Kết nối PLC với máy tính dùng cổng RS 232

RS485

Chuẩn RS 485 chỉ truyền trên 2 dây và B sử dụng sự chênh lệch áp giữa A và B theo logic 0 hoặc 1 chứ không hề so sánh với đất. Điều này đảm bảo tín hiệu truyền đi xa bởi khi nếu có trường hợp sụt áp thì đồng thời hai dây đều sụt áp nên tín hiệu vẫn đảm bảo logic 1 hoặc 0.

giao tiếp RS485
Mô hình giao tiếp RS485

Giả sử A = 1, B= 0 thì thì dữ liệu nhận biết data = 1 và khi A=0 , B=1 thì dữ liệu nhận biết là data = 0. Do cách so sánh trên thì khi bị suy giảm thì sữ chênh lệch điện áp vẫn không đổi chính vì thế mà tín hiệu truyền trên RS 485 đi rất xa mà vẩn đảm bảo chính xác.

+ Khi sự chênh lệch điện áp giữa A và B nằm trong khoảng -1,6V đến -6V thì dữ liệu được nhận tương ứng với mức 1 .
+ Khi sự chênh lệch điện áp giữa A và B nằm trong khoảng +1,5 đến +6V thì dữ liệu được nhận tương ứng với mức 0 .

Ưu điểm lớn nhất của chuẩn RS 485 chính là truyền đi xa tới 1200m và có thể kết nối nhiều thiết bị trên cùng một mạng chuẩn RS 485 và kết nối tối đa 32 thiết bị cùng lúc.

Sự khác nhau giữa RS 232 và RS 485

  • RS 232 chỉ cho phép truyền theo phương thức điểm ( point ) – điểm ( point ) trong khi RS 485 truyền theo phương thức đa điểm. Tức là có thể truyền nhiều tín hiệu khác nhau trong cùng một mạng ( max 32 thiết bị )
  • Tốc độ truyền của RS232 ( 20 Kbits/s ) nhanh nhưng khoảng cách truyền ngắn ( max 15m ). Ngược lại, RS485 ( 10Mbit/s ) có thể truyền đi xa ( max 1200m ) nhưng với tốc độ chậm hơn RS232

Sử dụng Modbus RTU

Sự phát triển của công nghệ PLC hay Scada chỉ cần có chuẩn truyền thông Modbus RTU là có thể nhận hết tất cả các thiết bị Digital hoặc Analog thông qua các bộ chuyển đổi tín hiệu Modbus.

Tuy nhiên phần lớn các tín hiệu truyền về PLC hay Scada đều dạng Digital , Analog , nhiệt độ …Để giải quyết vấn đề này chúng ta cần sử dụng các bộ chuyển đổi tín hiệu chuyên dụng sang Modbus.

Cách kết nối Master – Slave Modbus RTU

cách kết nối Modbus RTU Master-Slave
Cách kết nối Modbus RTU Master – Slave chuẩn

Hiểu được bản chất truyền tín hiệu của Modbus RTU giúp kết nối các tín hiệu chuẩn Modbus RTU một cách chính xác nhất. Tất cả các tín hiệu chuẩn Modbus RTU được mắc song song nhau trên hai dây truyền về Master qua chuẩn RS485.

kết nối Modbus RTU sai
Cách kết nối Modbus RTU – Sai

Các loại Modbus 

Trong công nghiệp – tự động hoá có 03 loại Modbbus thông dụng Modbus RTU , Modbus ASCII , Modbus TCP/IP . Sự khác nhau giữa các loại Modbus :

  • Modbus RTU : mã hoá dạng nhị phân với 1 byte dữ liệu và một byte truyền thông có tốc độ truyền 9600 – 57600 baud .
  • Modbus ASC II : đươc mã hoá dạng hexadecimal – 4 bit , cần 2 byte truyền thông cho một byte thông tin .
  • Còn Modbus TCP/IP : Modbus TCP là modbus RTU qua internet hay còn gọi là Modbbus IP tương ứng với một địa chỉ là một IP .

Với các loại Modbus trên thì Modbus IP đang dần được nhiều nhà lấp trình sử dụng do sự tiện lợi và truy cập mọi nơi có internet .

Bộ chuyển đổi tin hiệu Digital sang Modbus

Bạn hãy thử tưởng tượng xem 10 tín hiệu Digital sẽ được bộ chuyển đổi Z-10-D-IN chuyển đổi sang Modbus RTU. Với các dự án lớn có 100 tín hiệu Digital thì chúng ta chỉ cần dùng 10 bộ Z-10-D-IN mắc song song nhau đưa về 2 dây tín hiệu Modbus RTU để giải quyết vấn đề kết nối dây tín hiệu.

bộ chuyển đổi Digital sang Modbus RTU
Phương pháp chuyển đổi Digital sang Modbus RTU

Sử dụng Z-10-D-IN tiết kiệm chi phí và không gian lắp đặt cho tủ điện

Điều đặc biệt là Modul chuyển đổi Digital sang Modbus này có thể nhận các loại tín hiệu Digital khác nhau : relay , PNP , NPN , Namur và cả tần số.

Bộ chuyển đổi nhiệt độ Pt100 sang Modbus

bộ chuyển đổi Pt100 sang Modbus
Chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ từ pt100 sang modbus rtu

Bộ chuyển đổi Z-4RTD2 nhận cùng lúc 4 tín hiệu RTD loại Pt100 sang Modbus RTU RS485 2 dây. Thang đo của 4 cảm biến nhiệt độ pt100 được đọc trong thanh ghi của Z-4RTD2.

Các loại tín hiệu RTD mà Z-4RTD2 có thể nhận loại 2 dây , 3 dây , 4 dây

  • Pt100 : -200 … 650oC
  • NI100 : -60… 250oC
  • Pt500 : -200 … 750oC
  • Pt1000 : -200…210oc

Bộ chuyển đổi tín hiệu Thermocouple sang Modbus

bộ chuyển đổi Thermocouple sang Modbus
Chuyển đổi nhiều tín hiệuThermocouple sang Modbus RS485

Bộ chuyển đổi Z-4TC nhận 4 tín hiệu nhiệt độ dạng Thermocouple cho ra Modbus RTU

Tương tự bộ chuyển đổi Z-4RTD2 thì bộ chuyển đổi Z-4TC nhận được 4 tín hiệu riêng biệt nhưng dạng Thermocouple. Các loại tín hiệu Thermocouple ( can nhiệt ) mà Z-4TC nhận được :

  • Thermocouple loại K với thang đo từ -210….1372oC
  • Thermocouple loại J thang đo nhiệt độ từ -210…1200oC
  • Can nhiệt loại E : -200…1000oC
  • Can nhiệt loại N : -210…1300oC
  • Cảm biến nhiệt độ loại S
  • Cảm biến nhiệt độ loại R
  • Thermocouple loại T
  • Thermocouple loại B
  • Tín hiệu milivoltage

Bộ chuyển đổi tín hiệu Z-4AI

bộ chuyển đổi 4 Analog sang Modbus RTU
Z-4AI Seneca nhận 4 tín hiệu analog chuyển sang modbus rs485

Bộ chuyển đổi Z-4AI nhận cùng lúc 4 tín hiệu analog dạng 4-20mA hoặc 0-10V độc lập nhau chuyển đổi thành tín hiệu Modbus RTU đưa về Scada.

Các giá trị 4-20mA / 0-10V có thể xem kẽ lẫn nhau tức là bộ Z-4AI có thể nhận 3 tín hiệu 4-20mA và 1 tín hiệu 0-10V cho từng kênh độc lập.

Sai số 0.1% trên toàn Input đầu vào đảm bảo tín hiệu truyền đi không bị biến đổi so với đầu vào. Thời gian đáp ứng nhanh nhỏ hơn 10ms đáp ứng nhanh cho các yêu cầu cần độ chính xác cao.

Bộ chuyển đổi tín hiệu Z-8AI

bộ chuyển đổi tín hiệu Z-8AI
Z-8AI Seneca input 8 tín hiệu 4-20mA output RS485

Nếu chúng ta có nhiều hơn 4 tín hiệu analog đầu vào thì bộ chuyển đổi tín hiệu Z-8AI chính là giải pháp hoàn hảo với 8 tín hiệu analog đầu vào. Tín hiệu ngõ ra dạng Modbus RTU cũng với sai số 0.1% và thơi gian đáp ứng nhỏ hơn 10ms.

Tất cả các tín hiệu sau khi được xử lý truyền qua chuẩn Modbus để truyền các dữ liệu này lên Internet chúng ta chỉ cần thêm một bộ Modbus Gateway Z-Key. Truyền tín hiệu từ Modbus RTU sang Internet qua cổng RJ45.

ứng dụng bộ chuyển đổi modbus RTU sang Modbus Internet TCP IP
Tất cả các tín hiệu Modbus RTU đươc truyền lên Internet thông qua Z-Key

Với một bộ gateway Z-key chúng ta có thể truyền thông về PLC và cả PC cùng một lúc . Hai thiết bị này làm Master cho các thiết bị Slave như Z-8AI .

Với cách truyền như vậy chúng ta sẽ kết nối được rất nhiều Modul Analog vào internet với chi phí cực thấp so với việc dùng Modul Analog kết nối với PLC hoặc DCS.

Modbus Z-Key
Ứng dụng của Modbus Z-Key

Ưu nhược điểm của việc sử dụng Modbus RTU

Ưu điểm của Modbus RTU

  • Tất cả các tín hiệu truyền trên 2 dây tín hiệu RS 485 với khoảng cách truyền xa 1200m
  • Giảm tối thiểu dây kết nối vào PLC
  • Tiết kiệm một lượng lớn Modul mở rộng PLC
  • Giảm không gian lắp đặt do bộ chuyển đổi có thiết kế mỏng nhỏ gọn so với Modul mở rộng của PLC
  • Độ ổn định và ít nhiễu so với tín hiệu analog 4-20mA
  • Các Modul độc lập nhau nên quản lý dể dàng
  • Có thể dùng chung các hãng khác nhau có chuẩn Modbus RTU

Nhược điểm của Modbus RTU

  • Tín hiệu không nhanh bằng việc dùng trực tiếp như analog hoặc Digital
  • Chỉ phù hợp cho điều khiển có thời gian đáp ứng 1s trở xuống
  • Cần PLC hay Scada có cấu hình mạnh đủ để đọc tất cả các thanh ghi khi dùng nhiều bộ chuyển đổi Modbus RTU

Cần tư vấn thêm về bộ chuyển đổi Modbus RTU hãy liên hệ với chúng tôi để được hướng dẩn cách chọn bộ chuyển đổi sang Modbus.

Kỹ Sư Cơ Điện Tử

Nguyễn Minh Hoà

Email : hoa.nguyen@huphaco.vn

Mobi : 0937275566 – Mr Hoà

So sánh các loại cảm biến áp suất âm: Đâu là lựa chọn tối ưu nhất

Cảm biến áp suất âm là gì

Trong thế giới kỹ thuật công nghiệp, khi nhắc đến “cảm biến áp suất”, nhiều người thường nghĩ ngay đến việc đo áp suất dương – áp suất lớn hơn áp suất khí quyển. Nhưng bạn đã bao giờ nghe đến cảm biến áp suất âm chưa? Đây là một thiết bị quan trọng trong nhiều ứng dụng đặc thù, từ y tế, xử lý môi trường đến sản xuất công nghiệp. Vậy cảm biến áp suất âm là gì, nó hoạt động ra sao, và tại sao bạn cần quan tâm đến nó? Hãy cùng khám phá qua bài viết này.

Xem thêm: áp suất âm là gì tại đây!

Áp suất âm hay còn gọi là áp suất chân không
Áp suất âm hay còn gọi là áp suất chân không

Cảm biến áp suất âm là gì?

Cảm biến áp suất âm là gì
Cảm biến áp suất âm là gì

Cảm biến áp suất âm là loại thiết bị được thiết kế để đo áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển (thường là 1 bar hoặc 101.325 kPa tại mực nước biển). Nói một cách đơn giản, nó chuyên dùng để phát hiện và giám sát áp suất trong điều kiện chân không hoặc áp suất thấp hơn môi trường xung quanh. Đơn vị đo phổ biến của cảm biến này bao gồm mbar, Bar, Mpa, Kpa hoặc Psi, tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể.

Ví dụ, trong một hệ thống hút chân không, áp suất có thể giảm xuống -0.5 bar (so với áp suất khí quyển). Lúc này, cảm biến áp suất âm sẽ là “người hùng thầm lặng”, giúp bạn theo dõi chính xác mức áp suất để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.

Tìm hiểu thêm: cảm biến áp suất là gì tại đây.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất âm

Cảm biến áp suất âm hoạt động dựa trên sự thay đổi áp suất trong môi trường. Các loại cảm biến phổ biến như cảm biến áp suất màng (diaphragm) hoặc cảm biến điện dung sẽ đo sự dịch chuyển của màng cảm biến khi áp suất giảm xuống dưới mức khí quyển. Kết quả đo được chuyển đổi thành tín hiệu điện (thường là 4-20mA hoặc 0-10V) để truyền đến bộ điều khiển hoặc màn hình hiển thị.

Điểm đặc biệt của cảm biến áp suất âm là khả năng đo trong dải áp suất âm, ví dụ từ 0 đến -1 bar hoặc -100 kPa. Một số loại còn kết hợp đo cả áp suất dương và âm (gọi là cảm biến áp suất tuyệt đối), nhưng nếu bạn chỉ cần tập trung vào áp suất âm, hãy chọn loại chuyên dụng để đảm bảo độ chính xác.

Tại sao cần chọn cảm biến áp suất âm phù hợp?

Không phải cảm biến áp suất nào cũng đo được áp suất âm chính xác. Nếu bạn dùng loại cảm biến thông thường chỉ đo áp suất dương, kết quả sẽ không phản ánh đúng thực tế trong môi trường chân không. Điều này có thể dẫn đến:

  • Hệ thống không ổn định: Áp suất âm không được kiểm soát, gây hỏng máy móc hoặc sản phẩm.
  • Tốn chi phí bảo trì: Thiết bị không phù hợp dễ hỏng khi hoạt động ngoài phạm vi thiết kế.
  • Mất an toàn: Đặc biệt trong y tế hoặc xử lý hóa chất, sai lệch áp suất âm có thể gây hậu quả nghiêm trọng.

Vì vậy, khi chọn cảm biến áp suất âm, hãy chú ý:

  • Dải đo: Phù hợp với mức áp suất âm bạn cần (ví dụ: 0 đến -1 bar).
  • Độ chính xác: Sai số thấp (thường dưới 0.5%) để đảm bảo dữ liệu đáng tin cậy.
  • Môi trường hoạt động: Chống ẩm, chống bụi nếu dùng trong công nghiệp.

Lợi ích của việc sử dụng cảm biến áp suất âm

  • Kiểm soát tối ưu: Giúp bạn phát hiện ngay khi áp suất vượt ngưỡng cho phép, tránh rủi ro cho hệ thống.
  • Tiết kiệm năng lượng: Trong hệ thống chân không, duy trì áp suất âm ổn định giúp giảm tiêu hao điện năng.
  • Tăng tuổi thọ thiết bị: Giám sát chính xác ngăn ngừa tình trạng quá tải hoặc hỏng hóc.

So sánh các loại cảm biến áp suất âm: Đâu là lựa chọn tối ưu cho bạn?

Trong các hệ thống công nghiệp, y tế hay xử lý môi trường, cảm biến áp suất âm đóng vai trò quan trọng để đo và kiểm soát áp suất dưới mức khí quyển (thường từ 0 đến -1 bar). Tuy nhiên, không phải cảm biến nào cũng giống nhau. Tùy vào ứng dụng cụ thể, bạn có thể chọn giữa loại cố định như

  • SR1L005A00 của Georgin, output 4-20mA / 0-10V
  • Loại tùy chỉnh như FKP có hiển thị, output 4-20mA
  • Hoặc loại đa năng như DST 400 với ngõ ra relay, hiển thị và tín hiệu 4-20mA/01-0V

Vậy chúng khác nhau thế nào? Hãy cùng phân tích từng loại để tìm ra giải pháp phù hợp nhất.

Cảm biến áp suất âm cố định: SR1L005A00 (-1/0 bar)

Cảm biến áp suất âm cố định SR1L005A00(-1/0bar)
Cảm biến áp suất âm cố định SR1L005A00(-1/0bar)

Đây là loại cảm biến áp suất âm thường gặp nhất, phỗ biến nhất được nhiều hãng cung cấp và phân phối. Mã hàng cảm biến áp suất âm SR1L005A00 là ví dụ cho anh em dễ hình dung.

Đặc điểm chính:
Cảm biến áp suất SR1L005A00 của Georgin (Pháp) là cảm biến áp suất âm cố định, với dải đo từ -1 bar đến 0 bar (đo áp suất âm so với khí quyển). Đây là loại cảm biến đơn giản, tập trung vào việc cung cấp số liệu chính xác trong một phạm vi cố định, thường có tín hiệu đầu ra analog như 4-20mA.

Cách hoạt động:

  • Cảm biến sử dụng màng cảm ứng (diaphragm) để phát hiện sự thay đổi áp suất âm. Khi áp suất giảm dưới mức khí quyển (ví dụ: trong hệ thống hút chân không), màng dịch chuyển và tạo ra tín hiệu điện tương ứng.
  • Tín hiệu 4-20mA được truyền đến bộ điều khiển hoặc PLC để xử lý.

Ưu điểm:

  • Độ chính xác cao: Với sai số thấp (thường dưới 1 %), SR1L005A00 rất đáng tin cậy trong các ứng dụng cần đo áp suất âm cố định, như hút chân không hoặc giám sát máy hút bụi.
  • Đơn giản, dễ lắp đặt: Vì dải đo đã được cố định (-1/0 bar) hay ( -1/3 bar ), bạn không cần cấu hình phức tạp – chỉ cần cắm vào hệ thống là chạy.
  • Độ bền tốt: Vỏ thép không gỉ và thiết kế chắc chắn giúp nó chịu được môi trường khắc nghiệt như ẩm ướt hay bụi bẩn.

Nhược điểm:

  • Thiếu linh hoạt: Dải đo cố định (-1/0 bar) khiến nó không phù hợp nếu bạn cần đo áp suất âm độ phân giải cao & chính xác cao.
  • Không có hiển thị: Bạn phải dựa vào bộ điều khiển bên ngoài để xem kết quả, không tiện nếu muốn kiểm tra nhanh tại chỗ.
  • Chức năng hạn chế: Không có ngõ ra relay hay tùy chỉnh, bạn cần có bộ điều khiển áp suất để làm việc này.

Ứng dụng lý tưởng:

  • Hệ thống chân không đơn giản (không yêu cầu chính xác cao).
  • Các ứng dụng không cần thay đổi dải đo hay hiển thị trực tiếp.

Cảm biến áp suất chân không tùy chỉnh FKP với màn hình hiển thị LCD

Cảm biến áp suất âm - chân không FKP tùy chỉnh áp suất - đo chính xác cao
Cảm biến áp suất âm – chân không FKP tùy chỉnh áp suất – đo chính xác cao

Đặc điểm chính: FKP (cũng của Georgin) là dòng cảm biến áp suất âm có thể tùy chỉnh, thường đi kèm màn hình hiển thị. Người dùng có thể điều chỉnh dải đo (ví dụ: từ -1/0 bar đến các mức khác như -0.8/0 bar) tùy theo nhu cầu, với tín hiệu đầu ra analog 4-20mA – HART.

Nói thêm đây là dòng cảm biến áp suất chân không chính xác cao của Georgin với sái số 0,1% trên toàn dãy đo.

Cách hoạt động:

  • FKP dùng công nghệ tương tự SR1L005A00, nhưng tích hợp mạch điện tử thông minh cho phép người dùng thay đổi thông số qua nút bấm hoặc phần mềm.
  • Màn hình hiển thị áp suất thực tế ngay tại chỗ, giúp kỹ thuật viên dễ dàng theo dõi mà không cần thiết bị phụ trợ.

Ưu điểm:

  • Độ chính xác cao: Với sai số thấp 0,1% trên toàn dãy đo, so với SR1L005A00 <1%. Cảm biến rất đáng tin cậy trong các ứng dụng cần đo áp suất âm chính xác cao có thể tùy biến được dãy đo áp suất.
  • Đơn giản, dễ lắp đặt: Dãy đo áp suất vừa âm – vừa dương. Có thể vừa đo được áp suất âm vừa có thể điều chỉnh đo được áp suất Dương. Tùy theo từng hệ thống cụ thể.
  • Hiển thị LCD: với 5 chữ số có thể tùy biến đơn vị đo áp suất ngay trên cảm biến.
  • Tín hiệu ngõ ra 4-20mA HART. Có thể dễ dàng cài đặt thông qua Handheld HART.
  • Độ bền tốt: Vỏ nhôm nguyên khối đúc và thiết kế thân toàn inox đặc chắc chắn giúp nó chịu được môi trường khắc nghiệt như ẩm ướt hay bụi bẩn. Chống va đập, chống rung cực tốt.
  • Sau nhiều năm sử dụng cảm biến sẽ bị sai lệch, khi đó chỉ cần cài đặt lại cảm biến áp suất FKP sẽ hoạt động lại bình thường.

Nhược điểm:

  • Kích thước to, khó lắp đặt trong các vị trí nhỏ hẹp.
  • Giá cao hơn loại cảm biến áp suất âm SR1L005A00 rất nhiều lần.

Ứng dụng:

  • Hệ thống cần chính xác cao
  • Cảm biến có hiển thị để kiểm tra áp suất và tín hiệu ngõ ra khi cần
  • Khu vực cần cảm biến bền lâu, cảm biến có thể hoạt động 5-10 năm mới cần thay mới.

Cảm biến áp suất âm đa năng: DST 400 (Relay + hiển thị + 4-20mA)

Cảm biến áp suất âm DST 400 có tín hiệu ngõ ra relay và 4-20mA
Cảm biến áp suất âm DST 400 có tín hiệu ngõ ra relay và 4-20mA

Đặc điểm chính:

DST 400 là dòng cảm biến áp suất âm tiên tiến, kết hợp ba tính năng: hiển thị, ngõ ra relay (đóng/mở tiếp điểm) và tín hiệu 4-20mA. Nó có thể đo áp suất âm (thường từ -1/0 bar hoặc tùy chỉnh), phù hợp với các hệ thống phức tạp.

Cách hoạt động: 

  • Cảm biến đo áp suất âm và hiển thị trên màn hình. Đồng thời, tín hiệu 4-20mA truyền dữ liệu.
  • Ngõ ra relay cho phép cài đặt ngưỡng cảnh báo (ví dụ: áp suất vượt -0.5 bar thì bật đèn/còi).

Ưu điểm: 

  • Đa chức năng: Vừa đo, vừa hiển thị, vừa cảnh báo – bạn không cần thêm thiết bị phụ trợ để giám sát và điều khiển.
  • Tự động hóa tốt: Ngõ ra relay giúp kích hoạt thiết bị khác (như quạt hút) khi áp suất âm không đạt yêu cầu, rất hữu ích trong hệ thống tự động.
  • Độ tin cậy cao: Tín hiệu 4-20mA kết hợp hiển thị và relay đảm bảo kiểm soát toàn diện.
  • Cài đặt bằng App My Pixsys đơn giản tiện lợi

Nhược điểm: 

  • Giá thành cao: Sự đa năng đi kèm chi phí lớn, không phù hợp nếu bạn chỉ cần đo cơ bản.
  • Phức tạp trong cài đặt: Cần cấu hình cả relay và dải đo, đòi hỏi thời gian và kỹ năng.
  • Hiển thị LED: hiển thị LED tiêu chuẩn, không được độ phân giải cao như LCD của FKP.

Ứng dụng lý tưởng: 

  • Hệ thống giám sát áp suất nước: vừa kích ngưng bơm khi vượt áp suất, vừa truyền tín hiệu 4-20mA / 0-10V về PLC
  • Các ứng dụng bơm hút chân không cần đóng ngắt hệ thống tự động.
Tiêu chí SR1L005A00 FKP hiển thị LCD DST 400 hiển thị LED
Dải đo Cố định -1…0 bar -1…0 bar -1…+1 bar, tùy chỉnh -1…0 bar, tùy chỉnh
Sai số <1% 0,1% FS 0,2%
Hiển thị không LCD 5 digital Có – LED
Ngõ ra 4-20mA 4-20mA HART Relay + 4-20mA/0-10V
Lắp đặt Đơn giản Đơn giản Đơn giản
Chi phí Thấp Rất cao Trung bình
Ứng dụng Đơn giản Linh hoạt Đo và điều khiển
Độ bền 1-3 năm 5-10 năm 1-3 năm
Tùy chỉnh độ lệch Không Có Không

Chọn loại nào cho bạn?

  • Nếu bạn cần giải pháp đơn giản, chi phí thấp: SR1L005A00 là lựa chọn hoàn hảo cho các hệ thống cố định, không đòi hỏi hiển thị hay điều khiển phức tạp.
  • Nếu bạn muốn linh hoạt và giám sát tại chỗ chính xác cao – độ bền cao: FKP với màn hình hiển thị sẽ đáp ứng tốt nhu cầu thay đổi dải đo mà vẫn dễ theo dõi.
  • Nếu bạn cần tự động hóa toàn diện: DST 400 với relay, hiển thị và 4-20mA là “vua” trong các ứng dụng phức tạp, dù phải đầu tư nhiều hơn.

Cảm biến áp suất âm không chỉ khác nhau về tính năng mà còn phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của hệ thống bạn đang vận hành. SR1L005A00 mạnh về độ bền và đơn giản, FKP nổi bật với tính linh hoạt, còn DST 400 là sự kết hợp cả hai.

Hãy cân nhắc ứng dụng, ngân sách và mức độ phức tạp bạn sẵn sàng xử lý để chọn đúng loại cảm biến. Bạn đã từng dùng loại nào trong số này chưa? Nếu cần thêm thông tin, mình sẵn sàng hỗ trợ!

Kỹ Sư Cơ – Điện Tử
Nguyễn Minh Hòa
Mobi: 0937.27.5566

Bộ Chuyển Đổi Nhiệt Độ Sang Modbus

bộ chuyển đổi nhiệt độ sang modbus

Chuyển đổi tín hiệu Nhiệt Độ sang Modbus đơn giản như thế nào !!!

chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ sang modbus
Tín hiệu nhiệt độ sẽ được chuyển đổi trực tiếp sang Modbus RTU

Bạn đang có rất nhiều cảm biến nhiệt độ : Pt100 , Thermocouple đưa vào PLC ?

Điều đó đồng nghĩa với việc bạn phải dùng nhiều Modul mở rộng của PLC để nhận được các tín hiệu nhiệt độ

[ Quên đi ] : giải pháp được đưa ra 

  • Chỉ dùng một Modul Modbus RTU mở rộng cho PLC
  • Dùng bộ chuyển đổi nhiệt độ sang Modbus

Chúng ta được gì khi dùng Modbus để truyền thông tín hiệu nhiệt độ về PLC ?

  • Tiết kiệm chi phí mua Modul mở rộng cho PLC vốn rất đắc đỏ
  • Tiết kiệm không gian lắp đặt trong tủ điện
  • Một lượng lớn dây dẩn được tiết kiệm
  • Quản lý các tín hiệu đầu vào đơn giản
  • Thay thế sửa chữa dể dàng 
  • Tín hiệu truyền đi xa max 1200m
  • Tín hiệu không bị nhiễu bởi tác động bên ngoài

 

Nếu bạn đang có 100 tín hiệu nhiệt độ đưa về PLC để giám sát và điều khiển thì phải dùng 100 Modul mở rộng đọc giá trị của cảm biến nhiệt độ. Nếu tín hiệu truyền về quá xa thì phải dùng thêm bộ chuyển đổi nhiệt độ sang 4-20mA & Modul mở rộng 4-20mA của PLC.

Điều này làm phát sinh thêm rất nhiều chi phí không đáng có. Nếu chúng ta dùng bộ chuyển đổi nhiệt độ sang Modbus RTU mọi việc sẽ quá đơn giản.

Chuyển Đổi Tín Hiệu Nhiệt Độ Sang Modbus Z-4RTD

Seneca Z-4RTD một bộ chuyển đổi tín hiệu được dùng cho tất cả các loại cảm biến nhiệt độ RTD loại 2 dây , 3 dây , 4 dây :

  • Pt100 : -200…650oC
  • Pt500 : -200….750oC
  • Pt1000 : -200 … 210oC
  • Ni100 : -60 … 250oC
bộ chuyển đổi nhiệt độ sang modbus Z-4RTD
Z-4RTD nhận cùng lúc 4 tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ Pt100

Thông số kỹ thuật Z-4RTD

  • Nguồn cấp : 10-40Vdc , 19-28Vac 50-60Hz
  • Cách ly chống nhiễu 3 ngõ : input , output , nguồn cấp
  • Báo lỗi : nguồn cấp , lỗi tín hiệu , lỗi data, lỗi nhận tín hiệu , lỗi truyền tín hiệu
  • Chuẩn IP 20

Chuẩn truyền thông , tuỳ biến , bộ nhớ Z-4RTD

  • Kết nối 2 dây RS 485
  • Tốc độ truyền 115 bkps
  • Truyền thông Modbus RTU Slave
  • Khoảng cách truyền 1200m
  • Số lượng Modul 32 modul mắc song song nhau
  • Dữ liệu lưu trên chip EEPROM lưu trữ lên tới 40 năm

Tín hiệụ , đo lường , cài đặt , tiêu chuẩn Z-4RTD

  • Số lượng Kênh : 4 kênh
  • Kết nối kiểu terminal 2 dây – 3 dây – 4 dây
  • Pt100 : -200…+650oC
  • Pt500 : -200…+750oC
  • Pt1000: -200… 210oC
  • Ni100 : -60…250oC
  • Độ phân giải : 16 bit
  • Sai số : 0.05%
  • Độ trôi : 25ppm/K
  • Cài đặt bằng DIP Switch ngay trên thiết bị hoặc phần mềm Easy Setup – Z-NET4 ( miễn phí )
  • Chuẩn : UL-UR, CE, EN 61000-6-4/2002, EN 61000-6-2/2002, EN 61010, EN 60742
cách kết nối bộ chuyển đổi nhiệt độ sang Modbus RTU Z-4RTD2
Kết nối bộ chuyển đổi modbus RTU Z-4RTD2 đơn giản qua DIL Rail nguồn

Các tín hiệu Input đầu vào sẽ được kết nối trực tiếp bằng các Terminal của Z-4RTD từ 1 …. 16 tương ứng với 4 kênh nhiệt độ RTD. Trong đó, nguồn cấp và tín hiệu ngõ ra sẽ được kết nối qua DIL Rail nguồn .

Nếu như có nhiều tín hiệu nhiệt độ sử dụng Z-4RTD thì chúng ta ghép nhiều Z-PC vào với nhau giúp tiết kiệm không gian lắp đặt cũng như nguồn cấp và ngõ ra Modbus chung với nhau.

Khi nào dùng bộ chuyển đổi Z-4RTD

[ Trả Lời ] : Khi bạn đang dùng rất nhiều cảm biến nhiệt độ RTD dạng pt100 hoặc các loại khác .

Với 100 thiết bị cảm biến nhiệt độ chúng ta cần những gì : 

  • Bộ chuyển đổi Z-4RTD : 25 bộ x 4 kênh = 100 input đầu vào
  • DIL RAIL Nguồn Z-PC 25 cái

Tín hiệu ngõ ra Modbus RTU truyền về 2 dây trên Z-PC và nguồn cấp 24Vdc cũng trên Z-Pc này cho tất cả 25 thiết bị Z-4RTD. Quá tiện dụng và đơn giản trong việc kết nối đúng không ?

Cài đặt địa chỉ chúng ta cũng chỉ cần cài đặt địa chỉ từ 1…25 là có thể nhận hết tất cả các tín hiệu input đầu vào. Giải pháp đơn giản , tiết kiệm khi dùng nhiều cảm biến nhiệt độ Pt100 truyền về PLC mà không cần phải dùng Modul mở rộng cho PLC.

Chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ sang Modbus Z-4TC

Seneca Z-4TC cung cấp một giải pháp cho các tín hiệu nhiệt độ loại Thermocouple với khả năng đọc cùng lúc 4 kênh cùng lúc và cho ra tín hiệu Modbus RTU – Slave truyền về PLC.

Các loại Thermocouple ( TC ) hay còn họi là can nhiệt Z-4TC có thể nhận được :

  • Thermocouple loại K
  • Thermocouple J
  • Can nhiệt loại R
  • Can nhiệt loại S
  • Thermocouple loại T
  • Thermocouple loại B
  • Can nhiệt loại E
  • Can nhiệt loại N
  • Milivoltage input từ -160….160mV
bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ sang modbus Z-4TC
Seneca Z-4TC nhận cùng lúc 4 kênh nhiệt độ và cho ra Modbus RTU – Slave

Thông số kỹ thuật Z-4TC

  • Nguồn cấp 10…40Vdc / 19…28Vac 50-60Hz
  • Cách ly 3 ngõ : nguồn cấp , Input , Output
  • Đèn Led báo lỗi : nguồn cấp , lỗi dữ liệu , lỗi truyền dữ liệu
  • Chuẩn bảo vệ : IP20

Truyền thông , tuỳ biến , bộ nhớ Z-4TC

  • Kết nối 2 dây RS 485
  • Tốc độ truyền 115 bkps
  • Truyền thông Modbus RTU Slave
  • Khoảng cách truyền 1200m
  • Số lượng Modul 32 modul mắc song song nhau
  • Thời gian đáp ứng < 20ms
  • Dữ liệu lưu trên chip EEPROM lưu trữ lên tới 40 năm

Chuyển đổi, đo lường , cài đặt  , tiêu chuẩn Z-4TC

  • Số kênh : nhận 4 kênh Thermocouple và mini voltage
  • Thermocouple loại : J , K , R , S B, T , E , N
  • Mili voltage -160 …_160mV
  • Sai số : 0.1%
  • Độ trôi : 0.01%/C / năm
  • Cài đặt bằng DIP Switch trên thiết bị hoặc phần mềm Easy Setup + Z-Net4
  • Chuẩn : CE, EN50081-2, EN 55011, EN 50082-2, EN 61000-2-2/4, EN 50140/141, EN 61010-1, EN 60742
bộ chuyển đổi nhiệt độ sang modbus Z-4TC
Ứng dụng bộ chuyển đổi nhiệt độ sang modbus Z-4TC

Khi nào dùng bộ chuyển đổi Z-4TC

[ Trả Lời ] : khi PLC có cổng truyền thông Modbus RTU và có nhiều tín hiệu nhiệt độ từ Thermocouble thì dùng bộ Z-4TC là một giải pháp tuyệt vồi.

Chúng ta được gì ?

  • Tiết kiểm chi phí mua Modul mở rộng cho PLC vì PLC đã có chuẩn truyền thông Modbus RTU
  • Tiết kiệm không gian lắp đặt trong tủ điện
  • Đơn giản hoá việc đi dây trong tủ điện
  • Lắp thêm được nhiều loại tín hiệu khác vào PLC chung chuẩn Modbus

Thật tuyệt vời đúng phải không !!

Chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ sang Modbus Z-8TC

Bạn nghĩ sao một thiết bị chuyển đổi nhiệt độ có thể nhận được 8 kênh ngõ vào đưa tín hiệu Modbus RTU . Điều đó là có thật khi bạn biết tới các sản phẩm và giải pháp của hãng Seneca .

 

 

Đồng Hồ Đo Mức Nước

đồng hồ đo mức chất lỏng

Đo mức nước , mức dầu trong tank chứa bằng đồng hồ cơ mà không cần dùng điện 

đo mức chất lỏng bằng đồng hồ cơ
Ứng dụng đo mức chất lỏng bằng đồng hồ cơ

Đồng hồ cơ đo tính được số lít bên trong  tank chứa

Thật điên rồ đúng không ?

Không đâu , không đâu … có lẽ bạn chưa biết đó thôi .

Nếu một khu vực bắt buộc không được dùng điện thì bạn dùng cách nào để xác định mức dầu trong các tank chứa ?

 – Đo mức dạng phao 

 – Đo mức dạng kính thuỷ

 – Hay đo mức dạng thướt dây

Có một cách rất đơn giản là đo mức bằng đồng hồ dạng cơ nhưng hiển thị số lít với sai số chỉ 1.6% 

Thật bất ngờ đúng không ? 

Chúng ta cùng tìm hiểu nhé .

Các phương pháp đo mức nước

Đo mức nước dạng phao

đo mức chất lỏng bằng phao cơ
Đo mức chất lỏng dạng phao

Phương pháp dùng phao để đo mức chính là cách thủ công và đơn giản nhất khi sử dụng để đo mức nước trong một tank chứa. Cách này lắp đặt khá đơn giản đã được sử dụng từ lâu đời.

Độ chính xác không cao do chỉ nhìn vào các vạch chia tương ứng với độ cao của thành bể. Sau một thời gian sử dụng thì các dây kéo phao cũng dể bị kẹt hoặc đứt làm ảnh hưởng tới độ chính xác.

Ưu điểm :

  • Giá thành thấp
  • Lắp đặt đơn giản
  • Thiết kế – nguyên lý quá đơn giản
  • Bảo trì , bảo dưỡng chi phí thấp

Nhược điểm :

  • Độ chính xác thấp
  • Không xác định được mức chất lỏng nếu có sư thay đổi nhỏ

Đo mức nước bằng kính thuỷ

đo mức nước bằng kính thuỷ
Phương pháp đo mức nước bằng kính thuỷ

Cách đo mức nước bằng kính thuỷ cũng được khá nhiều nhà máy sử dụng để giám sát mức nước bằng mắt thường. Kiểu đo này cũng dựa vào nguyên tắc đo như dạng phao nhưng khác về cấu tạo.

Bên trong kính thuỷ có một cái phao từ nhỏ bằng kim loại. Phao từ sẽ nổi lên theo mức nước thực tế. Thiết kế đo mức bằng kính thuỷ theo phương pháp bình thông nhau.

Một số kính thuỷ có thiết kế đổi màu khi mức nước dâng cao, tức là màu nước dâng lên sẽ làm kính thuỷ đổi màu & có thể nhìn được ban đêm. Loại này được dùng phổ biến hơn loại phao kéo đối với các tank có độ cao thấp.

Ưu điểm :

  • Giá thành tương đối tốt
  • Hiển thị được ngay cả trong ban đêm
  • Nhìn thấy mức nước thực tế

Nhược điểm :

  • Chỉ sử dụng cho các tank chứa có độ cao thấp từ 2m trở xuống
  • Kính thuỷ cũng dể hư hỏng do thiết kế dạng phao từ
  • Bảo trì khó khăn

Đo mức chất lỏng bằng đồng hồ cơ

đo mức chất lỏng bằng đồng hồ áp suất
Phương pháp đo mức chất lỏng bằng đồng hồ áp suất

Đây là một cách đo khá đơn giản nhưng lại được thiết kế rất phức tạp bao gồm :

  • Mặt đồng hồ
  • Dây dẩn chứa dầu bên trong
  • Màng kết nối với tank chứa

Kiểu đo mức chất lỏng bằng đồng hồ cơ có chính xác không ?

Do được thiết kế dạng cơ khí nên đồng hồ đo mức dạng cơ phụ thuộc rất nhiều vào vị trí lắp đặt. Sai số của đồng hồ cơ là 1.6%

Độ cao của mức chất lỏng sẽ tương ứng với số lít mà đồng hồ đo được bằng cách quy đổi sang đơn vị lít do chính nhà sản xuất cài đặt sẵn & hiệu chuẩn.

Ưu điểm : 

  • Độ chính xác cao nhất so với các loại đo dạng cơ khí
  • Đơn vị đo được thể hiển ngay trên mặt đồng hồ
  • Không cần dùng điện
  • Độ chính xác cao nếu như lắp đặt đúng kỹ thuật
  • Sử dụng cho các loại hoá chất , dầu …

Nhượt điểm :

  • Giá thành tương đối cao so với các thiết bị đo điện tử
  • Lắp đặt đơn giản nhưng đòi hỏi độ chính xác cao

Thông số kỹ thuật đồng hồ đo mức

thiết kế đồng hồ đo mức
Cấu tạo đồng hồ đo mức
  • Mặt đồng hồ : 160mm – vật liệu 304SS
  • Vật liệu màng 316L
  • Kính : glass 4mm
  • Sai số : 1.6%
  • Nhiệt độ làm việc 0-55oC
  • Hiển thị dạng kim chỉ số lít
  • Dây dạng PVC hoặc có cable nhôm bảo vệ
các chuẩn kết nối
Các chuẩn kết nối của đồng hồ đo mức

Có nên chọn đồng hồ đo mức nước dạng cơ

Cá nhân tôi thì tôi sẽ không chọn loại đồng hồ đo mức nước dạng cơ . Tôi sẽ chọn cảm biến đo mức bằng siêu âm hoặc cảm biến đo mức nước dạng level & còn rất nhiều loại cảm biến đo mức nước khác.

Xem thêm : các loại cảm biến đo mức chất lỏng

Tuy nhiên, nếu khu vực đó không có điện hoặc không cho phép sử dụng điện thì chúng ta phải sử dụng loại đồng hồ đo mức dạng cơ. Chọn loại đo mức chất lỏng dạng cơ loại nào tuỳ thuộc vào điều kiện thực tế để có độ chính xác nhất.

Kỹ sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa

Mobi : 0937 27 55 66

Mail : hoa.nguyen@huphaco.vn

 

Hướng Dẫn Cài Đặt Seneca K109Pt

hướng dẩn cài đặt K109Pt

Trong bài biết này, tôi sẽ hướng dẫn chi tiết cách cài đặt bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ K109Pt chi tiết nhất từ Input đầu vào cho tới Output ngõ ra.

hướng dẩn cài đặt K109Pt
Hướng dẩn cách cài đặt bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ Seneca K109Pt

Bộ chuyển đổi nhiệt độ K109Pt nhận được các loại Pt100 như : Pt100 2 dây , Pt100 – 3 dây , Pt100 – 4 dây với thời gian đáp ứng nhanh chỉ 50ms.

Cách cài đặt K109Pt | Bộ Chuyển Đổi Tín Hiệu Nhiệt Độ

Nhìn bên ngoài chúng ta thấy bộ chuyển đổi K109Pt có thiết kế khá đơn giản nhưng để sử dụng đúng cách chúng ta cần phải theo hướng dẩn của nhà sản xuất.

Cách kết nối dây tín hiệu K109Pt

kết nối dây bộ chuyển đổi nhiệt độ Pt100
Kết nối dây tín hiệu cho bộ chuyển đổi K109Pt

Lần đầu tiên sử dụng K109Pt chắc hẳn mọi người sẽ rất bối rối không biết cách kết dây tín hiệu như thế nào. Ngay trên thiết bị có hướng dẩn cách sử dụng cho các bạn chưa quen với cách thiết kế mới này.

Xem thêm video hướng dẩn kết nối tại :

Kết nối Pt100 với K109Pt

kết nối Pt100 với K109Pt
Kết nối Pt100 chính xác K109Pt

Tuỳ từng loại Pt100 mấy dây mà chúng ta có cách kết nối khác nhau:

  • Pt100 – 2 dây có hai màu dây đỏ + trắng : jump 1+2 K109PT để kết nối một đầu dây bất kỳ của Pt100 , tiếp theo Jump 3 +4 của  K109PT  để kết nối với dây còn lại của Pt100
  • Pt100 – 3 dây với 2 dây đỏ + 1 dây trắng : Jump 1+2 của K109Pt lại với nhau và kết nối với dây Trắng , 3+4 của K109Pt  lần lượt nối với hai dây đỏ còn lại
  • Còn Pt100 – 4 dây với 2 dây đỏ + 2 dây trắng : kết nối 2 dây đỏ lần lượt 1 + 2 của K109Pt , hai dây màu trắng lần lượt vào 3 + 4 của K109Pt
  • Chân tín hiệu ngõ ra analog 4-20mA , 0-10V tại 5 ( + ) và 6 ( – )
  • Nguồn cấp tại 7 ( + ) và 8 ( – )

Cài đặt Input – Output cho K109Pt

Việc cài đặt giá trị Input và Output của K109Pt khá đơn giản chỉ bằng các DIP Switch ngay trên thiết bị . Có hai giá trị chúng ta cần cài đặt chính là giá trị Zero và giá trị Span

Lưu ý : khi cài đặt phải tắt nguồn của cảm biến nhé .

Ví dụ : yêu cầu cài đặt K109Pt thang đo cho cảm biến nhiệt độ từ -50….200oC tương ứng với tín hiệu ngõ ra 0-10V.

Cài đặt Input K109PT – Zero

cài đặt giá trị Zero
Cách chọn giá trị Zero của K109Pt

Giá trị Zero là gì ?

[ Trả lời ] : đây là giá trị bắt đầu tương ứng với giá trị 0V của tín hiệu ngõ ra

Nhìn vào bên hông thiết bị chúng ra thấy có 2 bảng SW1 ( Switch 1 ) và SW2 ( Swtich 2 ).

Tại SW1 chọn : 6 ↑ 8 ↑ tương ứng với -50oC

Ký hiệu dấu chấm tròn ( • ) chính là chọn hướng lên .

Cài đặt Input K109PT – Span

cài đặt giá trị Span cho K109Pt
Cài đặt giá trị Span cho K109Pt

Giá trị Span là gì ? 

[ Trả lời ] : đây là giá trị kết thúc tương ứng với tín hiệu 10V của tín hiệu ngõ ra 

Tại SW2 : chúng ta chọn 2↑ 3↑ 4↑ 5↑, tương ứng với 200oC

Cài đặt Output – K109Pt

cài đặt output cho K109Pt
Cách cài đặt Output cho K109Pt

Tại DIP Switch 1 : chọn 5 ↑ , tương ứng với 0-10V.

Chỉ với 3 DIP Switch 3 + 4 + 5 chúng ta có thể tuỳ chọn các loại tín hiệu ngõ ra Analog cho K109Pt :

  • 4-20mA
  • 0-20mA
  • 20-4mA
  • 20-0mA
  • 0-10V
  • 10-0V
  • 0-5V
  • 5-0V

Bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ K109Pt hay bất kỳ bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ nào khác cũng cần phải cài đặt để có độ chính xác khi đưa tín hiệu vào PLC.

Cần tư vấn thêm về cách cài đặt bộ chuyển đổi nhiệt độ Pt100 Seneca K109Pt vui lòng liên hệ với chúng tôi để được hướng dẩn cụ thể nếu bạn chưa cài đặt được.

Kỹ sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa

Mobi : 0937 27 55 66

 

Bộ Chuyển Đổi Tín Hiệu Là Gì ?

bộ chuyển đổi tín hiệu là gì

BỘ CHUYỂN ĐỔI TÍN HIỆU VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA NÓ !!!


bộ chuyển đổi tín hiệu đa năng

Bạn đang sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu nhưng tín hiệu truyền về không chính xác ?

Bạn đang muốn biết tại sao tín hiệu analog truyền về không ổn định ? 

Trên mạng có nhiều nơi cung cấp bộ chuyển đổi tín hiệu làm bạn không biết chọn nơi nào tin cậy nhưng phải có giá tốt ?

Bạn muốn biết !!

[ Giải Đáp ] : tất cả sẽ được tôi giải đáp bên dưới .

Nào !!!  Cùng khám phá thôi .

Bộ chuyển đổi tín hiệu là gì ?

Một thiết bị được dùng để chuyển đổi một dạng tín hiệu này sang một dạng tín hiệu khác được gọi là bộ chuyển đổi tín hiệu. Các thiết bị đo lường, thiết bị điều khiển truyền tín hiệu về một dạng chuẩn chung. Chúng ta gọi là bên truyền tín hiệu – tín hiệu A.

Tuy nhiên, hệ thống xử lý dữ liệu lại do một nhà sản xuất khác cung cấp chúng ta gọi là bên nhận tín hiệu – tín hiệu B.

Điều gì xảy ra khi tín hiệu A và tín hiệu B này không cùng một chuẩn với nhau ?

Trả lời : tín hiệu từ thiết bị đo không thể truyền về trung tâm để xử lý dữ liệu .

Giải pháp : dùng một bộ chuyển đổi tín hiệu phù hợp để chuyển đổi tín hiệu A sang tín hiệu B sao cho trung tâm có thể xử lý được dữ liệu một cách nhanh chónh nhất.

Các loại tín hiệu trong công nghiệp

Trong công nghiệp có rất nhiều loại tín hiệu khác nhau . Chúng ta cùng xem các loại tín hiệu đang được dùng nhiều nhất là tín hiệu gì sau đây :

  • Tín hiệu dạng ON/OFF
  • Tín hiệu PNP
  • Tất nhiên có PNP thì sẽ có NPN
  • Tín hiệu dạng Xung
  • Tín hiệu analog
  • Sau này xuất hiện thêm tín hiệu Modbus RTU
  • Tín hiệu mạng Can Open
  • Tín hiệu Profibus
  •  …… một vài loại tín hiệu khác

Loại tín hiệu nào trong công nghiệp được sử dụng nhiều nhất

Theo kinh nghiệm thực tế của tôi khi làm việc tại nhà máy sản xuất và khi tư vấn cho các bên làm tủ điện , lập trình PLC thì có hai loại tín hiệu được dùng nhiều nhất :

  • Tín hiệu dạng ON/OFF
  • Tín hiệu Analog 4-20mA , 0-10V

Ngoài ra còn có tín hiệu Xung từ các Flowmetter.

Hiện tại , tín hiệu Modbus cũng đang được nhiều lập trình PLC bắt đầu sử dụng để thay thế cho ON/OFF và Analog bởi tính ưu việt của nó.

Hệ thống điều khiển PLC – HMI | Input – Output PLC

hệ thống điều khiển PLC
Hệ thống điều khiển PLC gồm các thiết bị Input và Output

Một hệ thống điều khiển công nghiệp dùng PLC gồm các thành phần : Input vào PLC , Output ra từ PLC và cuối cùng là PLC. Các thiết bị Input và Output phải cùng chung một chuẩn tín hiệu với nhau thì mới giao tiếp được.

Vậy các thiết bị Input vào PLC là thiết bị nào ?

Các thiết bị nào có xuất ngõ ra đều có thể là tín hiệu Input vào PLC như : nút nhấn , các loại cảm biến đo , các loại đồng hồ đo , thiết bị cảnh báo …

các tín hiệu Input vào PLC
Các tín hiệu Input vào PLC

Tín hiệu truyền từ thiết bị đo được gọi là Output . Tín hiệu nhận vào PLC gọi là Input . Input và Output phải cùng một loại thì tín hiệu truyền về từ thiết bị đo tới PLC mới hiểu được.

Giả sử , chúng ta đang dùng Modul S7-1200 của Siemens có ngõ vào Analog Input là 0-10V. Các thiết bị truyền về từ cảm biến áp suất  có ngõ ra Output 4-20mA.

tín hiệu 4-20mA khác 0-10v

Cả tín hiệu 4-20mA và tín hiệu 0-10V đều là tín hiệu analog nhưng tín hiệu 4-20mA là tín hiệu dòng, còn tín hiệu 0-10V là tín hiệu áp. Cảm biến đo phần lớn đều là tín hiệu 4-20mA. Bạn biết tại sao không ?

[ Giải đáp ] : tìm hiểu thêm ” tại sao dùng tín hiệu 4-20mA “

Thế tại sao PLC lại không tích hợp ngõ vào analog là 4-20mA mà là 0-10V ?

[ Giải đáp ] : PLC hiện tại giá khá rẻ nếu tích hợp hết các cổng analog vào thì bạn phải chọn model cao cấp hơn với giá thành cao hơn. Còn không thì bạn phải mua thêm Modul mở rộng của PLC với 1 Modul 4 cổng Analog 4-20mA.

Để tiết kiệm bạn có thể dùng tới bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V như hình mô tả bên dưới .

Bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V
Bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V | Seneca K109S

Có bao nhiêu loại bộ chuyển đổi tín hiệu ?

[ Trả lời ] : có rất nhiều loại bộ chuyển đổi tín hiệu khác nhau như :

  • Bộ chuyển đổi tín hiệu analog từ 4-20mA sang 0-10V hay ngược lại từ 0-10V sang 4-20mA
  • Bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ sang 4-20mA
  • Chuyển đổi tín hiệu xung sang analog 4-20mA hoặc 0-10V
  • Bộ chuyển đổi tín hiệu Analog sang Modbus
  • Ngược lại, bộ chuyển đổi tín hiệu Modbus sang Analog
  • Bộ chuyển đổi tín hiệu Digital sang Modbus
  • Bộ chuyển đổi và chia tín hiệu 4-20mA
  • Chuyển đổi tín hiệu Loadcell sang Analog 4-20mA hoặc 0-10V
  • Bộ chuyển đổi tín hiệu Pt100 sang Modbus
  • Bộ chuyển đổi tín hiệu Thermocouple sang Modbus
  • Chuyển đổi tín hiệu NTC sang Modbus
  • Bộ chuyển đổi tín hiệu đa năng
  • Bộ chuyển đổi tín hiệu biến trở sang analog 4-20mA 0-10V
  • …. còn nhiều loại bộ chuyển đổi tín hiệu khác

Làm sao để chọn đúng loại bộ chuyển đổi tín hiệu ?

Để chọn đúng loại bộ chuyển đổi tín hiệu cần dùng thì chúng ta phải biết được tín hiệu OUTPUT truyền về dạng gì và tín hiệu INPUT là loại tín hiệu gì.

Tôi lấy ví dụ luôn : 

Chúng ta đang dùng PLC S7-1200 của Siemens với một Modul mở rộng AI 4 kênh Input Analog 4-20mA. PLC cần đọc các tín hiệu từ :

  • Cảm biến nhiệt độ Pt100 có tín hiệu ngõ ra 3 dây từ 0-200oC
  • Cảm biến nhiệt độ can K ( thermocouple loại K ) , có tín hiệu ngõ ra 2 dây từ 0-1200oC
  • Đồng hồ đo lưu lượng nước có tín hiệu ngõ ra pulse từ 0-1Khz
  • Cảm biến áp suất ngõ ra dạng Analog 0-10V

**** Cảm biến nhiệt độ Pt100

Pt100 cho ra tín hiệu dạng điện trở dạng 3 dây. Để truyền về tín hiệu 4-20mA  chúng ta cần phải có bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ Pt100 sang 4-20mA.

bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ sang 4-20mA
Bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ sang 4-20mA loại gắn trên đầu cảm biến và gắn tủ điện

Tuỳ theo loại cảm biến nhiệt độ Pt100 mà chúng ta sử dụng loại bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ cho phù hợp. Bộ chuyển đổi nhiệt độ Pt100 cài đặt được thang đo tương ứng với tín hiệu ngõ ra .

Giả sử : cài đặt 0-200oC thì sẽ tương ứng 0oC tại 4-20mA và 200oC tại 20mA


****Cảm biến nhiệt độ can K ( Thermocouple type K )

cảm biến nhiệt độ can K
Cảm biến nhiệt độ can K chịu được nhiệt độ 0-1200oC

Đối với can nhiệt loại K dạng sứ tôi khuyên mọi người nên chọn bộ chuyển đổi tín hiệu gắn ngay trên đầu cảm biến can K để giảm sai số. Có thể bạn chưa biết tín hiệu của thermocouple là tín hiệu milivoltage.

Tín hiệu Milivoltage rất nhỏ nên một sự biến thiên nhỏ cũng làm sai lệch tín hiệu truyền về. Trong trường hợp không thể gắn được bộ chuyển đổi tín hiệu can K ngay trên cảm biến, chúng ta phải chọn loại bộ chuyển đổi gắn trong tủ điện nhưng có chức JSC.

Chức năng JSC là gì ? 

Trả lời : đây chính là chức năng bù nhiệt của bộ chuyển đổi. Chức năng JSc hoạt động theo nguyên tắc căn cứ vào nhiệt độ thực tế để hiệu chỉnh cho chính xác.

Điều gì xảy ra nếu không có chức năng JSC trong bộ chuyển đổi tín hiệu can K ?

Trả lời : sai số nhiệt độ so với đo thực tế .

Điều này chỉ có thể được nhìn thấy nếu chúng ta kiểm tra trên  phần mềm cài đặt của hãng hoặc dùng hai bộ chuyển đổi tín hiệu can K : một cái kích hoạt chức năng JSC và một cái không kích hoạt chức năng JSC.


****Đồng hồ đo lưu lượng nước

Đồng hồ đo lưu lượng nước thường có hai loại tín hiệu ngõ ra 4-20mA và tín hiệu xung. Tín hiệu xung được sử dụng phổ biến hơn do cách cài đặt.

Ví dụ : chúng ta cài đặt 2 lít nước đi qua đồng hồ đo lưu lượng tương ứng với 1 xung. Chúng ta chỉ cần đếm số lượng xung là biết được số lít qua đồng hồ truyền về trung tâm.

đồng hồ đo lưu lượng nước ngõ ra xung
Đồng hồ đo lưu lượng nước có tín hiệu ngõ ra xung

Bộ chuyển đổi tín hiệu xung sẽ nhận tín hiệu xung của đồng hồ đo lưu lượng và chuyển đổi tín hiệu sang 4-20mA để truyền về PLC. Các bộ chuyển đổi tín hiệu đều chỉnh được tín hiệu tần số đầu vào tương ứng với tín hiệu của đồng hồ đo lưu lượng.

Tín hiệu ngõ ra 4-20mA cũng sẽ được Scales lại để đúng với tín hiệu ngõ ra của đồng hồ đo lưu lượng.


****Cảm biến áp suất ngõ ra 0-10V

Các cảm biến áp suất phần lớn đều có ngõ ra 4-20mA. Tuy nhiên, một số cảm biến áp suất có tín hiệu ngõ ra 0-10V,chúng ta lại phải dùng bộ chuyển đổi tín hiệu 0-10V sang 4-20mA.

bộ chuyển đổi tín hiệu 0-10V sang 4-20mA
Bộ chuyển đổi tín hiệu 0-10V sang 4-20mA

Nếu không dùng bộ chuyển đổi tín hiệu 0-10V sang 4-20mA chúng ta lại phải tốn thêm tiền mua Modul mở rộng của PLC với giá thành cao hơn nhiều so với dùng một bộ chuyển đổi tín hiệu.


Bây giờ, mọi người đã thấy tầm quan trọng của bộ chuyển đổi tín hiệu trong điều khiển và giám sát rồi chứ ?

Bạn đang dùng bộ chuyển đổi tín hiệu của một hãng nào đó nhưng tín hiệu truyền về không chính xác. Bạn muốn biết tại sao hay ko ?

Cùng tìm hiểu nhé !!

Bộ chuyển đổi tín hiệu truyền về không chính xác

Có hai lý do chính dẩn đến bộ chuyển đổi tín hiệu có tín hiệu đưa ra không đúng hay nói chính xác hơn là chạy sai. Chúng ta xem hai lý do đó là gì ?

Sai số của bộ chuyển đổi tín hiệu

Các nhà cung cấp thương hiệu lớn đều công bố mức sai số của thiết bị họ sản xuất trong datasheet của bộ chuyển đổi tín hiệu. Một số hãng khác không ghi điều này trong tài liệu của họ nhằm mục đích tránh sự so sánh sai số sản phẩm của họ với nhà cung cấp khác.

Việc không công bố sai số không sai nhưng khi bộ chuyển đổi có sai số lớn thì chúng ta lại không biết lý do tại sai số của bộ chuyển đổi hay do một lý do nào khác.

sai số bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ
Sai số bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ ghi rõ trong Datasheet

Nếu sai số là một điều không quá quan trọng thì chúng ta bỏ qua thông tin này khi chọn bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ.

Cài đặt bộ chuyển đổi tín hiệu sai thông số

Tôi lấy ví dụ bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ cần cài đặt thang đo nhiệt độ từ 0-400oC tương ứng với tín hiệu 4-20mA. Điều này có nghĩa là tại 0oC sẽ tương ứng với 4mA và 400oC tại 20mA.

Khi truyền tín hiệu 4-20mA về bộ đọc tín hiệu hoặc PLC chúng ta cần khai báo hai điểm LOW và HIGHT tương ứng là 0-400oC thì tín hiệu truyền về mới chính xác.

Nếu bộ đọc tín hiệu hoặc PLC khai báo hai thông số LOW và HIGHT không đúng với thang đo của bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ thì sẽ dần tới Sai số rất lớn.

Chúng ta cần phải biết thông tin cài đặt giữa thiết bị chuyển đổi tín hiệu và tham số của PLC đã chính xác với nhau hay chưa để tìm cách xử lý vấn đề.

Trường hợp : bộ chuyển đổi tín hiệu  truyền về chính xác nhưng lại không ổn định , đôi lúc tín hiệu chập chờn , lúc thì tín hiệu bị mất luôn và không nhận được.

Bạn muốn biết tại sao không ? Cùng tìm hiểu tiếp nhé .

Cố lên !

Bộ chuyển đổi tín hiệu Analog 4-20mA 0-10V không ổn định

Có thể bạn đã biết : tín hiệu Analog có hai loại

  • Tín hiệu dòng ( Current – mA ) : 0-20mA , 4-20mA , 20-0mA , 20-4mA
  • Tín hiệu áp ( Voltage – V ) : 0-10V , 0-5V , 2-10V , 1-5V , 10-V, 5-0V

Chúng ta thường gặp tín hiệu 0-10V tại các hệ thống cũ và một số tín hiệu dùng trong các bo mạch điện tử. Tuy nhiên các tín hiệu áp 0-10V rất hay bị suy giảm tín hiệu.

Tức là, cảm biến truyền tín hiệu về dạng Analog 0-10V nhưng khi truyền đi xa thì tín hiệu không còn đúng 0-10V khi tới tủ điều khiển. Tôi lấy ví dụ :

Cảm biến áp suất thang đo 0-16 bar có tín hiệu ngõ ra 0-10V, khoảng các từ cảm biến đến tủ điều khiển là 200m. Khi áp suất tại 8 bar tương ứng với 5V khi đo tại cảm biến. Nhưng khi truyền về tới tủ điều khiển thì PLC chỉ nhận được 4.9V.

Như vậy, PLC sẽ hiểu rằng áp suất chưa tới 8 bar. Điều này cực kỳ tai hại nếu như chúng ta cần điều khiển áp suất chính xác.

Chính vì thế người ta chọn tín hiệu truyền là tín hiệu dòng 4-20mA. Với ưu điểm, tín hiệu dòng không bị suy giảm khi truyền đi xa mà chỉ phụ thuộc vào nội trở của dây dẩn.

nhiễu tín hiệu 4-20mA

Tại sao là tín hiệu 4-20mA mà không phải là 0-20mA ?

[Giải đáp ] : người tìm ra được cách này thích dùng tín hiệu 4-20mA hơn 0-20mA . Tôi đùa đấy !!!

Thật sự thì tín hiệu 0-20mA vẩn được sử dụng trong một vài trường hợp nhưng rất hiếm. Lý do thật sự của việc dùng tín hiệu 4-20mA dưới sau đây.

Nếu chúng ta dùng cảm biến có tín hiệu 0-20mA hoặc 0-10V thì tại giá trị 0 ( không ) sẽ tương ứng với mức thấp nhất của cảm biến truyền về PLC. Tôi giả sử tín hiệu truyền về vị đứt dây hay cảm biến bị hư … tín hiệu truyền về vẫn là 0 ( không ), tất nhiên PLC vẩn hiểu là cảm biến đang đo được chứ không hề biết rằng cảm biến bị hư.

Giải pháp đặt ra là dùng tín hiệu 4-20mA. Khi cảm biến bị hư thì tín hiệu truyền về là 3.0…3.8mA hoăc 21…. 23mA tuỳ theo quy định của nhà sản xuất.

Nếu tín hiệu bị mất luôn chứng tỏ rằng cảm biến không có ngõ ra hoặc đường truyền có vấn đề. Chính vì dùng tín hiệu 4-20mA mà chúng tra dể dàng chuẩn đoán được các trường hợp xảy ra khi gặp sự cố.

Cảm biến có Output 4-20mA nhưng truyền về không ổn định

Trường hợp này hay gặp phải khi sử dụng thực tế trong các nhà máy có quá nhiều thiết bị đo, thiết bị điều khiển, thiết bị motor – biến tần có công suất lớn. Lý do :

  • Có qua nhiều thiết bị gây nhiễu tín hiệu 4-20mA
  • Bộ chuyển đổi không có khả năng chống nhiễu tín hiệu 4-20mA
  • Bộ chuyển đổi có chống nhiễu nhưng thấp hơn điện áp gây nhiễu của nhà máy
bộ chuyển đổi có chức năng chống nhiễu
Sơ đồ khối bộ chuyển đổi có chức năng chống nhiễu

Các bộ chuyển đổi tín hiệu có vạch chia cách : nguồn , input , output như trên chính là biễu tượng của khả năng chống nhiễu tín hiệu 4-20mA giữa các tín hiệu với nhau.

Chức năng này gọi là : Isolator . Chỉ số Isolator càng cao thì càng tốt. Thông thường các bộ chuyển đổi tín hiệu có chỉ số là 1500Vac. Trong một số thiết bị có Isolator lên tới 3000Vac hoặc cao hơn nữa là 4000Vac.

Mua bộ chuyển đổi tín hiệu tin cậy giá tốt ở đâu ?

Với công nghệ ngày càng phát triển thì bộ chuyển đổi tín hiệu chuẩn thấp nhất là của Đài Loan – Trung Quốc cũng làm được chức năng như các bộ chuyển đổi tín hiệu có xuất xứ từ Châu Âu.

Vấn đề là độ ổn định , độ chính xác , độ trôi cũng như tuổi thọ của bộ chuyển đổi tín hiệu sẽ được gắn liền với thương hiệu của nhà sản xuất.

Nên bạn thích mua thương hiệu nào hoặc tin tưởng thương hiệu nào thì dùng thiết bị của thương hiệu đó. Các hãng sản xuất bộ chuyển đổi tín hiệu tên tuổi đáng để tham khảo :

  • Rosemount Emerson

  • Pepperl+Fuchs

  • Phoenix Contact

  • Seneca
  • MTL
  • M-System
  • PR Electronics
  • Wika
  • Yokogawa
  • Endress Hauser
  • Weidmuller
  • Inor
  • Drago
  • Isocon
  • Stuck
  • Jumo
  • Luetze
  • ABB

Tại sao tôi lại xếp các hãng lớn như : Wika , Yokogawa , E+H nằm cuối cùng . Đơn giản, họ không chuyên về thiết bị chuyển đổi mà họ chỉ chuyên về thiết bị đo lường.

Bạn đang dùng bộ chuyển đổi tín hiệu của một hãng nào đó mà ổn định hãy tiếp tục sử dụng nó. Nếu bạn muốn tư vấn thêm về bo chuyen doi tin hieu hãy liên hệ với tôi.

Đo Công Suất Điện 3 Pha

đo công suất điện 3 pha

Thiết bị đo công suất điện 3 pha sử dụng để đo điện áp 3 pha và tính luôn công suất 3 pha đang sử dụng. Các thiết bị đo công suất điện điện 3 pha không chỉ đo liên tục còn lưu dữ liệu lại trên thiết bị qua thẻ nhớ tích hợp & truyền tín hiệu về trung tâm kiểu Modbus RTU hoặc Modbus TCP-IP và cả chuẩn http.

thiết bị đo công suất điện 3 pha
Thiết bị đo công suất điện 3 pha Seneca S604B

Đồng hồ đo công suất điện 3 pha điện tử thay thế các loại đồng hồ cơ đo công suất tiêu thụ điện truyền thống của nhà nước. Các loại đồng hồ đo công suất cơ chỉ có thể đo trực tiếp mà không thể truyền tín hiệu về trung tâm để giám sát.

Thiết bị đo công suất điện 3 pha Seneca S604B làm được gì ? 

  • Nguồn cấp : 180…285 Vac
  • Hiển thị LCD 3 dòng + 4 chữ số và đơn vị hiện thị : voltage , ampe , Kwh …
  • Phím chức năng : 3 phím cài đặt
  • Nhiệt độ làm việc : -25…+55oC
  • Tần số làm việc : 55Hz
  • Thẻ nhớ : 1Mb
  • Nhận điện áp 3 pha dạng : 3 dây , 4 dây
  • Chuẩn : ỊP51
  • Kích thướt : 72 x 90 x 65mm
  • Lắp đặt trên DIL Rail tủ điện

Sai số S604B

  • Voltage : 0.2% full scales
  • Current : 0.4% full scales
  • Power : 0.5% full scales
  • Tần số : 0.1%
  • Active Energy : Class 1 IEC/EN 62053-21
  • Reactive Energy : Class 2 IEC/EN 62053-23

Truyền thông S604B

  • RS485 từ 300….57.600 bps
  • Ethernet : 10/100 Mbps , RJ45 connector
  • Protocol : Modbus RTU / ASCII , Thhp , Ntp , Dhcp , Modbus TCP-IP

Với rất nhiều thông số kỹ thuật mà chúng đọc chưa chắc đã hiểu hết. Bộ đo công suất điện 3 pha có nhiệm vụ đo điện áp , dòng điện và tính công xuất thay cho các đồng hồ cơ truyền thống.

Với chuẩn truyền thông Modbus RTU chúng ta có thể lấy được tất cả các thông số từ điện áp , dòng điện , tần số , công suất điện 3 pha qua cổng RS 485 .

Nếu đang dùng PLC thì thật tuyệt vời , chỉ cần một cổng Modul mở rộng của Modbus của PLC là chúng ta có thể nhận tất cả các thông số này.

Nếu đang tìm kiếm một bộ đo công suất điện 3 pha . Seneca S604B là thiết bị đo công suất 3 pha xuất xứ từ Italy có độ tin cậy cao gắn tủ điện .

Muốn sử dụng đồng hồ đo công suất điện 3 pha gắn mặt tủ điện thì mọi người tham khảo thêm : đồng hồ đo công suất 3 pha gắn tủ điện

Kỹ Sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa

Mobi : 0937 27 55 66

Mail : hoa.nguyen@huphaco.vn

 

HUPHACO Technical
HUPHACO Technical
Tư vấn thiết bị đo lường | 4-20mA | Modbus | PLC | Cảm biến | Bộ chuyển đổi tín hiệu
Tư vấn chọn thiết bị phù hợp ✓ Chọn kênh liên hệ phía trên để trao đổi nhanh