การต่อโหลดเซลล์กับ PLC: อินพุตบริดจ์ 4-20 mA และ Modbus RTU

การต่อโหลดเซลล์กับ PLC เริ่มจากระบุเอาต์พุตเซนเซอร์ โหลดเซลล์สเตรนเกจที่ระบุหน่วย mV/V เป็นเซนเซอร์บริดจ์ จึงต้องมีแรงดันกระตุ้นและอินพุตที่ออกแบบมาวัดสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลขนาดเล็ก การต่อเข้ากับอินพุต 4-20 mA ทั่วไปไม่ได้ให้ฟังก์ชันใดในสองอย่างนี้ ก่อนกำหนดขั้วต่อ PLC ให้เลือกว่าจะจ่ายแรงดันกระตุ้น สอบเทียบ และแปลงค่าเป็นน้ำหนักที่จุดใด

เลือกจุดแปลงสัญญาณบริดจ์เป็นค่าน้ำหนัก

อินพุตชั่งน้ำหนักเฉพาะต่างจากอินพุตแอนะล็อกทั่วไป ตรวจสอบสเปกโมดูลที่แน่นอน อย่าสมมติว่าอินพุตที่มีช่วงมิลลิโวลต์จะจ่ายแรงดันกระตุ้นบริดจ์และผ่านเงื่อนไขสัญญาณรบกวน โหมดร่วม และการสอบเทียบได้ด้วย สำหรับเครื่องมือภายนอก ให้เริ่มจากกลุ่มเครื่องแสดงน้ำหนัก METRAVON แล้วตรวจสอบรูปแบบที่ต้องการโดยเฉพาะ ชื่อหมวดผลิตภัณฑ์ไม่ได้รับประกันว่าจะรองรับโพรโทคอลใดโดยเฉพาะ

กำหนดความหมายของปริมาณที่ส่งให้ชัดเจนและสอดคล้องกัน หากเครื่องแสดงผลหักน้ำหนักภาชนะและส่งน้ำหนักสุทธิแล้ว PLC ไม่ควรหักน้ำหนักภาชนะเดิมซ้ำ บันทึกจุดที่ใช้การปรับศูนย์ สแปน การแปลงหน่วย และฟิลเตอร์ เพื่อไม่ให้การเปลี่ยนอุปกรณ์ภายหลังเพิ่มการแปลงค่าซ้ำอีกครั้ง

คำนวณสัญญาณบริดจ์และความต้องการกระแสกระตุ้น

การเปลี่ยนแปลงสัญญาณเต็มสเกลพิกัดเท่ากับความไวในหน่วย mV/V คูณแรงดันกระตุ้นในหน่วยโวลต์ สำหรับ MV-LC0030 ความไวพิกัดคือ 2 mV/V เมื่อกระตุ้นด้วย 10 V ค่าคำนวณจากศูนย์ถึงโหลดพิกัดจะเปลี่ยน 20 mV อินพุตวัดยังต้องเผื่อออฟเซ็ตศูนย์ ค่าความคลาดเคลื่อน และสัญญาณเกินช่วงที่อนุญาตด้วย

การต่อบริดจ์หลายตัวขนานผ่านกล่องรวมสัญญาณเพิ่มกระแสกระตุ้น บริดจ์สี่ตัวที่มีความต้านทานอินพุตพิกัด 400 ohm แต่ละตัวจะให้ความต้านทานรวมประมาณ 100 ohm ต่อแหล่งจ่าย และกินกระแสประมาณ 100 mA ที่ 10 V นี่เป็นการคำนวณวงจร ไม่ใช่ผลวัดจากหน้างาน ตรวจสอบค่าความคลาดเคลื่อนของความต้านทาน แรงดันตกในสาย และความสามารถในการกระตุ้นของเครื่องมือ กระแสที่มีต้องเหมาะกับเซนเซอร์ที่ต่อจริง

อย่านำเอาต์พุตพิกัด 20 mV ของเซลล์ขนานสี่ตัวมาบวกกันแล้วตั้งช่วงอินพุตเป็น 80 mV วงจรรวมสัญญาณขนานแบบพาสซีฟรวมเอาต์พุตบริดจ์ตามลักษณะวงจร ไม่ใช่การต่อแรงดันอนุกรม ปฏิบัติตามคำแนะนำกล่องรวมสัญญาณและสอบเทียบระบบที่ประกอบเสร็จ

สำหรับ MV-LC0190 รุ่น 1 kg มีความไวพิกัด 0.5 mV/V ส่วนรุ่น 5, 20 และ 50 kg มีค่า 1.0 mV/V ที่แรงดัน 10 V การเปลี่ยนแปลงเต็มสเกลที่คำนวณได้คือ 5 mV และ 10 mV ตามลำดับ ดังนั้นชื่อรุ่นตระกูลเดียวกันจึงไม่พอสำหรับตั้งเกน ต้องใช้พิกัดที่สั่งซื้อและข้อมูลสอบเทียบของพิกัดนั้น

แยกสายสัญญาณระดับต่ำออกจากสายกำลัง

ใช้หน้าที่ขั้วต่อตามเอกสารสำหรับแรงดันกระตุ้น สัญญาณ และสายเซนส์ที่มี บริดจ์สี่สายไม่มีสายรีโมตเซนส์แยกต่างหาก ส่วนแบบหกสายสามารถมีได้เมื่อเครื่องมือวัดรองรับ ปฏิบัติตามคำแนะนำการเชื่อมต่อของเครื่องมือ รวมถึงจัมเปอร์ที่จำเป็นสำหรับรูปแบบสายที่เลือก สีสายเพียงอย่างเดียวไม่ได้ระบุผังขั้วต่อ

เดินสายเซนเซอร์ให้ห่างจากสายมอเตอร์ อินเวอร์เตอร์ปรับความถี่ ฮีตเตอร์ และสายไฟที่มีการสวิตช์ จัดจุดยึดผ่อนแรงดึงและป้องกันความชื้นที่จุดต่อ การต่อปลายชิลด์ต้องเป็นไปตามแบบระบบกราวด์ทั้งหมดและคำแนะนำเครื่องมือ อย่าใช้ชิลด์สายแทนสายกลับของสัญญาณหรือตัวนำป้องกัน

จัดสายต่อยาวและกล่องรวมสัญญาณให้เข้าตรวจสอบได้ บันทึกรูปแบบสายขั้นสุดท้าย เพราะความยาว ความต้านทาน หรือชิลด์ที่เปลี่ยนไปอาจกระทบการวัด เมื่อวินิจฉัยสัญญาณรบกวน ให้เปรียบเทียบสภาวะ เช่น มอเตอร์หยุดและเดิน อย่าถอดกราวด์ป้องกันเพื่อทำให้ค่านิ่งขึ้น

การต่อโหลดเซลล์กับ PLC ผ่านทรานสมิตเตอร์ 4-20 mA

ระบุน้ำหนักที่กำหนดให้ปลายช่วงเอาต์พุตแอนะล็อกทั้งสองด้าน หากตั้งสแปน 0-10,000 kg ค่า 4 mA หมายถึง 0 kg และ 20 mA หมายถึง 10,000 kg สมการแปลงคือ น้ำหนัก = (กระแสหน่วย mA - 4) / 16 x 10,000 kg ในตัวอย่างนี้ 12 mA เท่ากับ 5,000 kg ทั้งหมดเป็นตัวอย่างการทดสอบเดินระบบ ไม่ใช่ค่าตั้งเริ่มต้นของเครื่องมือ METRAVON

การทดสอบลูปทางไฟฟ้าตรวจส่วนตั้งแต่เอาต์พุตทรานสมิตเตอร์ถึง PLC ไม่ได้สอบเทียบโหลดเซลล์หรือพิสูจน์ว่าติดตั้งถูกต้อง หลังตรวจสอบการแปลงค่าของลูปแล้ว ให้ใส่โหลดอ้างอิงที่เหมาะสมผ่านระบบกลไก และเปรียบเทียบค่าทรานสมิตเตอร์ PLC และ HMI

ตรวจสอบว่าเอาต์พุตทรานสมิตเตอร์เป็นแบบแอ็กทีฟหรือรับไฟจากลูป และอินพุตฝั่งรับเป็นแบบพาสซีฟหรือมีแหล่งจ่าย ตรวจแรงดันจ่าย ภาระอินพุต และการสูญเสียในสายกับอุปกรณ์จริง กำหนดวิธีแสดงน้ำหนักสุทธิติดลบ ค่าที่เกินช่วง และสภาวะผิดปกติ อย่าสมมติว่าทรานสมิตเตอร์ทุกตัวใช้ข้อกำหนดกระแสแจ้งความผิดปกติแบบเดียวกัน

สำหรับ RS485 ให้ขอแผนผังรีจิสเตอร์ก่อนเขียนโปรแกรม

RS485 ระบุอินเทอร์เฟซทางไฟฟ้า ส่วน Modbus RTU ระบุรูปแบบการสื่อสาร เครื่องมือที่เลือกต้องรองรับทั้งสองอย่าง กำหนดค่าการสื่อสารอนุกรม แอดเดรส และรูปแบบสายตามเอกสาร เซนเซอร์บริดจ์ที่ไม่มีวงจรดิจิทัลไม่ได้รองรับ Modbus เพียงเพราะ PLC มีพอร์ต RS485

เอกสารข้อกำหนดโพรโทคอลแอปพลิเคชัน Modbus กำหนดรีจิสเตอร์ขนาด 16 บิต แผนผังรีจิสเตอร์ของอุปกรณ์ต้องระบุแอดเดรสน้ำหนัก ฟังก์ชันอ่าน การมีหรือไม่มีเครื่องหมาย การแปลงค่า และรูปแบบที่ใช้หลายรีจิสเตอร์ ตรวจวิธีเขียนแอดเดรสในไดรเวอร์ PLC เลขอ้างอิงในเอกสารและออฟเซ็ตที่ส่งจริงอาจใช้หลักต่างกัน

ทดสอบค่าติดลบหากการใช้งานอนุญาต ค่าที่ทำให้เห็นตัวคูณทศนิยม และลำดับเวิร์ดเมื่อใช้หลายรีจิสเตอร์ ขอรายละเอียดจากแผนผังของอุปกรณ์ที่เลือก อย่าคาดเดาจนกว่าจะได้ตัวเลขที่ดูสมเหตุผล ค่าที่อ่านต้องมีการประเมินความใช้ได้หรือความเป็นปัจจุบันให้เหมาะกับงานควบคุมด้วย

ทดสอบเดินระบบทั้งค่า เวลา และพฤติกรรมเมื่อขัดข้อง

ติดตามโหลดที่ทราบค่าตลอดเส้นทาง ตั้งแต่แรงทางกล การวัดบริดจ์ ค่าทรานสมิตเตอร์ แท็ก PLC จนถึงจอผู้ปฏิบัติงาน ตรวจหน่วยและการหักน้ำหนักภาชนะทุกขั้น เก็บค่าตั้งอุปกรณ์และการแปลงค่าใน PLC ไว้ร่วมกับผลสอบเทียบระบบหลังติดตั้ง เพื่อใช้อ้างอิง

วัดการตอบสนองระหว่างการทำงานที่สำคัญของกระบวนการ เช่น ช่วงสิ้นสุดการเติม ฟิลเตอร์ในทรานสมิตเตอร์ PLC และ HMI ต่างก็เพิ่มความล่าช้าได้ จอที่แสดงค่าเรียบไม่ได้พิสูจน์ว่าจะตัดการจ่ายได้ทันเวลา ทดสอบค่าตั้งขั้นสุดท้ายในสภาวะตัวแทน และเก็บค่าดิบกับค่าหลังกรองแยกกันหากแบบระบบควบคุมต้องใช้

ใช้แผนทดสอบที่อนุมัติแล้วจำลองการสื่อสารขาดหายและความผิดปกติอื่นที่รองรับ โดยให้โรงงานอยู่ในสภาวะปลอดภัย ค่าสุดท้ายที่ค้างไว้ต้องไม่ถูกถือเป็นค่าปัจจุบันที่ใช้ได้โดยไม่มีการแจ้งเตือน ตรวจการจัดการสัญญาณเตือน การยับยั้งการควบคุม และการกลับมาทำงาน ยกเลิกโหมดจำลองและค่าบังคับก่อนส่งมอบ

คำถามจากการทดสอบเดินระบบ PLC

Q1. เหตุใดจอจึงแสดงน้ำหนักเพียงครึ่งหนึ่งของที่คาดไว้?

ตรวจความไว แรงดันกระตุ้น สแปนทรานสมิตเตอร์ และการแปลงค่าใน PLC ก่อนปรับกลไก เมื่อใช้ค่าตั้งเดียวกันซ้ำ ความไวเซนเซอร์ที่ต่างกันอาจทำให้ค่าผิดเป็นสองเท่าหรือครึ่งหนึ่ง ติดตามค่าแต่ละขั้นด้วยโหลดที่ทราบค่าเพื่อหาจุดแรกที่คลาดเคลื่อน

Q2. การเพิ่มแรงดันกระตุ้นช่วยให้ผลดีขึ้นเสมอหรือไม่?

ไม่เสมอ แรงดันกระตุ้นต้องอยู่ในสเปกเซนเซอร์และเครื่องมือ แรงดันสูงขึ้นทำให้กระแสบริดจ์เพิ่ม และอาจเกินกำลังแหล่งจ่ายหรือทำให้ร้อนขึ้น ประเมินสัญญาณรบกวนและช่วงสัญญาณด้วยแรงดันกระตุ้นที่อนุญาต อย่าใช้แรงดันเกินเพื่อชดเชยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่เหมาะสม

Q3. เซลล์สี่ตัวใช้อินพุตร่วมกันช่องเดียวได้หรือไม่?

สามารถรวมเซลล์ที่เข้ากันได้ผ่านกล่องรวมสัญญาณที่เหมาะสม เมื่อเครื่องมือรองรับภาระบริดจ์รวม ตรวจรูปแบบการรวมและปรับสมดุลสัญญาณ รวมทั้งการทดสอบตำแหน่งที่ต้องทำ หากต้องวินิจฉัยจุดรองรับแยกกัน อาจต้องใช้ช่องสัญญาณแยกแทนสัญญาณรวมเดียว

Q4. ควรระบุข้อมูลใดในคำขอใบเสนอราคาทรานสมิตเตอร์?

ระบุรุ่นเซนเซอร์ พิกัดโหลด ความไว mV/V ความต้านทานบริดจ์ จำนวนเซนเซอร์ และความยาวสาย เพิ่มชนิดอินพุต PLC ลักษณะการอัปเดตที่ต้องการ ปริมาณที่ส่งออก และสภาพแวดล้อม ส่งรายละเอียดผ่านหน้าสอบถาม METRAVON เพื่อให้ตรวจเครื่องมือที่เสนอกับเส้นทางการวัดทั้งหมดได้

สรุป

จัดอินพุตวัดที่เข้ากันได้ให้บริดจ์ กำหนดการแปลงน้ำหนักให้ชัดเจนเป็นระบบเดียว และทดสอบตลอดเส้นทางถึง PLC ตัวเลขที่ดูสมเหตุผลยังไม่เพียงพอ ระบบหลังติดตั้งต้องรายงานหน่วยถูกต้อง ตอบสนองทันเวลา และทำให้ตรรกะควบคุมรับรู้เมื่อการวัดขาดหายหรือใช้ไม่ได้ด้วย