Hướng dẫn sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell ZE-SG3 -

Trong thế giới kỹ thuật số ngày nay, việc theo dõi và quản lý trọng lượng với độ chính xác cao là cực kỳ quan trọng. ZE-SG3, một mô-đun chuyển đổi tải trọng (strain gauge) tiên tiến với cổng Ethernet 100 Mbit; là giải pháp hoàn hảo cho nhu cầu này.

Bộ chuyển đổi tín hiệu này không chỉ cung cấp khả năng đo lường chính xác; thông qua kỹ thuật 4 hoặc 6 dây mà còn hỗ trợ giao thức ModBUS TCP/IP qua Ethernet; ModBUS RTU nối tiếp và đầu ra analog. Đặc biệt, bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell ZE-SG3 có khả năng tự cấp điện cho strain gauge, giúp quá trình hiệu chuẩn tải trọng trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết; có thể thực hiện thông qua máy chủ web server rất trực quan.

Ứng dụng của bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell ZE-SG3

Hãy cùng tìm hiểu cách cài đặt và cách sử dụng nâng cao và linh hoạt của ZE-SG3; từ bộ đếm số lượng, tự động đặt lại tare, cảnh báo ngưỡng, cùng với chế độ quản lý đo lường đa dạng. ZE-SG3 sẽ là sự đầu tư đáng giá cho mọi hệ thống tự động hóa công nghiệp.

Tóm Tắt Nội Dung

Thông số kỹ thuật bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell ZE-SG3

Để hiểu rõ được ZE-SG3 có thể tích hợp vào hệ thống của bạn như thế nào; đầu tiên bạn phải xem qua thông số kĩ thuật của thiết bị trước. Dưới đây mình sẽ liệt kê các thông số chính của bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell ZE-SG3:

Nguồn Điện:
- Điện áp: 10 ÷ 40Vdc; ±9 ÷28Vac 50 ÷60Hz.
- Tiêu thụ điện năng tối đa: 2 W.
Điều Kiện Môi Trường:
- Nhiệt độ hoạt động từ -25 +70°C.
- Độ ẩm từ 30% ÷90% không ngưng tụ.
- Độ bảo vệ: IP20.
Lắp Đặt và Kết Nối:
- Lắp đặt theo tiêu chuẩn IEC EN60715, ray DIN 35mm.
- Kết nối qua terminal vít 3 lỗ có thể tháo rời, khoảng cách 5 mm. Có cổng kết nối sau IDC10 cho thanh Z-PC.
Đặc Tính Đầu Vào Analog:
- Trở kháng đầu vào: lớn hơn 1MΩ
- Phạm vi đầy đủ: từ ±30mV đến ±460mV
- Điện áp cung cấp cho cell: 5 Vdc (cung cấp bởi thiết bị)
- Độ phân giải: ADC 24bit
Đặc Tính Load Cell:
- Số dây: 4 hoặc 6
- Độ nhạy của cell: từ ±1 mV/V đến ±64 mV/V
Đầu Ra Analog:
- Đầu ra điện áp: có thể cấu hình từ 0 đến 10Vdc
- Đầu ra dòng điện: có thể cấu hình từ 0 đến 20mA
- Lỗi truyền lại: 0.1% của trường tối đa
- Thời gian phản hồi: 5 ms (từ 10% đến 90%)
Digital IN/OUT:
- Đầu vào số quang cách ly: Điện áp tối thiểu 12 V / Điện áp tối đa 30 V
- Đầu ra số quang cách ly: Dòng điện tối đa 50 mA / Điện áp tối đa 30 V

Sơ đồ kết nối bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell ZE-SG3

Để kết nối với ZE-SG3 cũng sẽ rất dễ dàng. Bạn chỉ cần xem cẩn thận theo sơ đồ chân của ZE-SG3 với Loadcell, nguồn và đầu ra Analog là đã có thể đấu được bộ này. Seneca đã rất kĩ lưỡng và cẩn thận khi thể hiện rất rõ sơ đồ chân đấu nối ngay mặt bên của thiết bị.

Cài đặt ZE-SG3 thông qua Web Server

Cài đặt ZE-SG3 trở nên rất trực quan và dễ dàng khi Seneca đã tích hợp Web Server; cho phép người dùng có thể truy cập và cài đặt đầy đủ các thông số của thiết bị.

Vậy làm thế nào để truy cập ZE-SG3 Web Server ? Câu trả lời chính là Seneca Discovery Devices. Đây chính là app do Seneca phát triển cho các Module tích hợp cổng Ethernet; nhằm quét ra được địa chỉ IP của thiết bị.

Có được địa chỉ IP của thiết bị rồi thì việc lại là bạn chỉ cần thay đổi theo lớp mạng cùng địa chỉ mong muốn và truy cập vào để cài đặt.

Ví dụ, khi ZE-SG3 hoàn toàn mới chưa được cài đặt; sẽ có địa chỉ mặc định là 192.168.90.101. Ta cần thay đổi IP về đúng lớp mạng mình đang sử dụng; bằng cách nhấn vào Assign IP và thay đổi lại địa chỉ theo bạn mong muốn.

Ý nghĩa và chức năng của từng mục trong Web Server

Sau khi truy cập vào địa chỉ IP, bạn sẽ thấy được giao diện được phẩn bổ rất trực quan để ta có thể dễ dàng cài đặt. Gồm các tab:

Mục Status

Đây là giao diện bắt đầu khi mới truy cập Web Server ZE-SG3. Tại tab này sẽ thể hiện đầy đủ các thông số cơ bản của thiết bị gồm thông số Modbus TCP-IP và thông số Modbus RTU

Mục Setup

Đây là mục cho phép người dùng có thể thay đổi các thông số liên quan đến truyền thông của ZE-SG3 là Modbus TCP-IP và Modbus RTU.

Tại tab này ta có thể thấy được thông số hiện tại của thiết bị, và cập nhật thông số bằng cách nhập dữ liệu vào ô trống cột bên cạnh là cột Update. Khi thực hiện ta cần hiệu chỉnh các thông số quan trọng như IP Address, Baudrate RTU và Slave ID của ZE-SG3

Mục Setup Loadcell

Tại mục này cho phép người dùng cấu hình thông số với Loadcell bao gồm độ nhạy, độ phân giải, khối lượng chuẩn vật mẫu và cấu hình khối lượng Max khối lượng của Loadcell. Ở đây có 1 thông số bạn cần đặc biệt quan tâm đó là Automatic Tare Tracker. Đây cũng là chức năng đặc biệt của ZE-SG3.

Giao diện Setup Loadcell của Web Server ZE-SG3

Tare nghĩa là đưa khối lượng đặt trên cân Loadcell về khối lượng 0. Điều này cần làm để đo vật đặt trên cân khối lượng chính xác nhất.

Nhưng ZE-SG3 có khả năng đặc biệt là có thể tự động đưa về Tare. Sử dụng chức năng này bằng cách Enable mục Automatic Tare Reset và hiện ra ADC Value để ta nhập vào ( giá trị so sánh để ZE-SG3 tự động đưa về Tare)

Thông số Sample Piece Weight cũng là chức năng đặc biệt của ZE-SG3. Cho phép tính ra số lượng sản phẩm từ khối lượng tổng. Ứng dụng đặc biệt cho việc kiểm soát sự thiếu xót sản phẩm khi cân cả 1 thùng hàng. Ví dụ bạn nhập vào đây 50g, khối lượng đọc về là 1000g thì ZE-SG3 sẽ tính ra được Counter là 1000/50 = 20 sản phẩm

Mục Setup I/O

ZE-SG3 sẽ có 2 ngõ Digital I/O. Vì vậy ta có thể cấu hình nó là ngõ vào hoặc ngõ ra và chức năng từng ngõ tại mục này.

Với ngõ Digital Input, ta có thể sử dụng chức năng Aquire Tare, nghĩa là ngõ DI này tác động thì khối lượng đọc trên Loadcell sẽ về khối lượng Tare (0g).

Còn với Digital Output, ta có thể dùng để cài đặt ngưỡng cảnh báo cho khối lượng đọc được, và DO này sẽ tác động Relay để kích đèn cảnh báo hoặc còi (tùy phương thức cảnh báo của người sử dụng).

Giao diện Set up IO của Web Server ZE-SG3

Và ngõ ra Analog cũng sẽ được cài đặt theo dòng điện (0-20mA) hoặc là điện áp (0-10V dc). Dải đo này có thể cài đặt min max tùy ý, miễn là nằm trong khoảng cho phép 0 – 20mA hoặc 0-10V ứng với khoảng Min Max của Net weight ( khối lượng cân được).

Với ZE-SG3, Analog output được phân ra 2 chế độ, 1 là net weight, 2 là Manual Modbus. Net Weight là chế độ nhập cấu hình Analog từ Web Server, còn Manual Modbus nghĩa là bạn sẽ cấu hình thông số Analog thông qua thanh ghi Modbus ( TCP-IP hoặc RTU).

Mục Test and Load Cell Calibration

Tại mục này ta sẽ quan sát được khối lượng đang đọc và trạng thái của thiết bị. Đồng thời có thể tác động Tare tại đây để đưa khối lượng về 0g khi mới bắt đầu cân. Ta cũng có thể tác động Standard weight đã cài trước đó gán lên khối lượng của vật đang cân.

Ví dụ bạn đang có vật mẫu thực tế 1000g, bạn đặt lên cân và ZE-SG3 đọc được là 998.5g thì Standard Weight sẽ tác động với mục đích gán lên vật mẫu đó khối lượng chuẩn là 1000g để hiểu chuẩn lại độ chính xác cho Loadcell.

Mục Update FW/ Configuration

Với ZE-SG3, bạn có thể Save file cài đặt thông số thiết bị tải về máy và lưu trên laptop của mình. Và khi cần thì có thể load toàn bộ cài đặt cũ trước đó tại mục này, tất cả các thông số cần thiết vẫn sẽ lưu ở đó.

Giao diện Update Fw và Config của ZE-SG3

Hoặc khi hãng cập nhật Firmware mới cho thiết bị, ta tải về máy và Upload lên mục này để thực hiện cập nhật firmware cho thiết bị.

Truyền thông Modbus với bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell ZE-SG3 qua Modbus Poll

Giới thiệu phần mềm Modbus Poll

Modbus Poll là một phần mềm mô phỏng Modbus master được thiết kế chủ yếu để hỗ trợ các nhà phát triển thiết bị Modbus slave hoặc những người muốn kiểm tra và mô phỏng giao thức Modbus.

Với các anh em kỹ thuật thì đây là trợ thủ đắc lực để kiểm tra xem thiết bị của mình đã truyền thông đọc ghi dữ liệu Modbus được hay chưa.

Cách đọc dữ liệu Modbus bằng Modbus Poll với ZE-SG3

Sau đây mình sẽ hướng dẫn cách để đọc giá trị Loadcell trên cân qua bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell ZE-SG3 hiển thị lên Modbus Poll

Bước 1

Sau khi truy cập thành công Modbus Poll ta sẽ nhấn F3 để vào phần Communication Setup. Tại đây ta sẽ chọn Connection là Modbus TCP-IP và nhập địa chỉ của bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell ZE-SG3 trước đó ta đã cài đặt trên web Server

Nhập thông số truyền thông Modbus kết nối ZE-SG3

Bước 2

Tìm kiếm ô dữ liệu thanh ghi cần trỏ tới trên ZE-SG3. Ví dụ bạn đang muốn biết khối lượng Net weight ( khối lượng của vật), Gross weight (tổng khối lượng tính cả các chi tiết khác), khối lượng Tare.

Tìm kiếm ô nhớ thanh ghi Modbus trên ZE-SG3

Việc cần làm là ta phải tra bảng thanh ghi Modbus của bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell ZE-SG3 và xác định chính xác những dữ liệu đó nằm ở vị trí nào.

Bước 3

Lúc này máy tính bạn sẽ đóng vai trò như 1 Master để truy cập tới địa chỉ của Slave là ZE-SG3, việc còn lại là ta phải gọi hàm Read trỏ tới thanh ghi chứa dữ liệu của bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell ZE-SG3.

Truy cập vào Lệnh Read hoặc Write trong Modbus Poll

Muốn làm được điều này thì ta vào phần Setip và chọn đến Read/Write Definition. Chọn Function là Read Holding Register, và trỏ tới vị trí thanh ghi đã tra trước đó của ZE-SG3, và nhập số lượng thanh ghi hiển thị ra.

Offset giá trị lùi đi 1 khi sử dụng Modbus Poll

Một lưu ý nho nhỏ là khi đọc Modbus trên Modbus Poll, ví dụ với function Read phần mềm sẽ lấy dữ liệu từ 40000 trong khi các thiết bị ta sử dụng bắt đầu từ 40001, nên bạn nhớ phải lùi đi 1 giá trị để đọc đúng ô thanh ghi nhé.

Bước 4

Dữ liệu lúc này hiển thị ra bạn đọc sẽ chưa hiểu gì, vì chưa đúng kiểu dữ liệu mà ta tìm ban đầu. Việc cần làm là hiệu chỉnh đúng với kiểu dữ liệu mà ta đang đọc.

Nhập thông số vị trí thanh ghi Modbus cần đọc trên ZE-SG3

Ví dụ mình đang đọc dữ liệu từ 40064 đến 40069, tại đây các dữ liệu mình cần biết đều là Floating Point 32 bit nên mình sẽ hiệu chỉnh lại trên Modbus Poll đúng kiểu Float cho chính xác.

Và đây là kết quả đọc được trên Modbus Poll, sẽ hoàn toàn giống với dữ liệu đang hiển thị trên Web Server của ZE-SG3.

Dữ liệu đọc được trên Modbus Poll và trên Web Server ZE-SG3

Lời Kết

Trên đây mình đã hướng dẫn các bạn sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell ZE-SG3 chi tiết. Nhờ vào bộ này, ta có thể giám sát khối lượng bằng cách chuyển đổi tín hiệu điện mV/V Loadcell sang Analog để truyền tín hiệu lên PLC, hoặc truyền thông Modbus RTU/Modbus TCP-IP với Master/ Client khác.

Giao diện Web Server của ZE-SG3 rất trực quan, vì vậy mà các bạn sẽ nhanh làm quen và cài đặt thông số dễ dàng cho thiết bị của mình. Nếu các bạn cần tư vấn về sản phẩm hoặc giải pháp kĩ thuật thì đừng ngần ngại liên hệ theo thông tin bên dưới, đội ngũ kĩ thuật bên mình sẽ ngay lập tức liên hệ hỗ trợ bạn.

Cảm ơn các bạn đã theo dõi hết bài viết! Chúc các bạn thành công!