Đấu cảm biến tải với PLC: đầu vào cầu đo, 4-20 mA và Modbus RTU

Đấu cảm biến tải với PLC bắt đầu từ việc xác định đầu ra cảm biến. Cảm biến tải điện trở biến dạng ghi đơn vị mV/V là cảm biến cầu đo: nó cần điện áp kích thích và đầu vào được thiết kế để đo tín hiệu vi sai nhỏ. Nối nó với đầu vào 4-20 mA thông thường không cung cấp được chức năng nào trong hai chức năng đó. Chọn nơi thực hiện kích thích, hiệu chuẩn và quy đổi khối lượng trước khi phân bổ các đầu nối PLC.

Chọn nơi biến tín hiệu cầu đo thành giá trị khối lượng

Đầu vào cân chuyên dụng khác với đầu vào tương tự đa dụng. Xác nhận đúng thông số mô-đun thay vì cho rằng đầu vào có dải milivôn cũng có thể kích thích cầu đo và đáp ứng yêu cầu về nhiễu, điện áp đồng pha và hiệu chuẩn. Với thiết bị bên ngoài, bắt đầu từ nhóm bộ hiển thị cân METRAVON và kiểm chứng cấu hình cụ thể. Tên danh mục không bảo đảm một giao thức nào.

Giữ một định nghĩa rõ ràng cho đại lượng được truyền. Nếu bộ hiển thị trừ bì rồi gửi khối lượng tịnh, PLC không được trừ cùng giá trị bì lần nữa. Ghi nơi áp dụng zero, hệ số thang đo, đổi đơn vị và lọc để việc thay thiết bị sau này không tạo ra phép quy đổi lần hai.

Tính tín hiệu cầu đo và nhu cầu kích thích

Thay đổi tín hiệu danh định ở toàn thang bằng độ nhạy mV/V nhân điện áp kích thích tính bằng vôn. Mẫu MV-LC0030 có độ nhạy danh định 2 mV/V. Ở điện áp kích thích 10 V, thay đổi tính toán từ zero đến tải định mức là 20 mV. Đầu vào đo còn phải có phần dự phòng cho độ lệch zero, dung sai và mọi mức vượt dải tín hiệu được phép.

Nhiều cầu đo mắc song song qua hộp nối làm tăng dòng kích thích. Bốn cầu có điện trở đầu vào danh định 400 ohm tạo tải tương đương khoảng 100 ohm đối với nguồn và tiêu thụ khoảng 100 mA ở 10 V. Đây là phép tính mạch điện, không phải kết quả đo trên hệ lắp thực tế. Kiểm tra dung sai điện trở, sụt áp cáp và khả năng kích thích của thiết bị. Dòng khả dụng phải phù hợp với các cảm biến thực sự được nối.

Không cộng các đầu ra danh định 20 mV của bốn cảm biến mắc song song để cấu hình dải đầu vào 80 mV. Cấu hình cộng thụ động song song kết hợp các đầu ra cầu đo theo mạch của nó, không phải nối tiếp điện áp. Làm theo hướng dẫn hộp nối và hiệu chuẩn hệ thống đã hoàn thiện.

Với mẫu MV-LC0190, độ nhạy danh định là 0.5 mV/V ở 1 kg và 1.0 mV/V ở 5, 20 và 50 kg. Ở 10 V, các thay đổi toàn thang tính toán tương ứng là 5 mV và 10 mV. Vì vậy, chỉ tên dòng sản phẩm chung không đủ để đặt hệ số khuếch đại. Dùng dải tải đã đặt hàng cùng thông tin hiệu chuẩn của nó.

Tách dây tín hiệu mức thấp khỏi dây nguồn

Dùng chức năng đầu nối được tài liệu quy định cho kích thích, tín hiệu và mọi dây cảm nhận điện áp. Cầu đo bốn dây không có dây cảm nhận điện áp từ xa riêng; cấu hình sáu dây có thể cung cấp chức năng này khi thiết bị đo hỗ trợ. Làm theo hướng dẫn nối của thiết bị, bao gồm mọi cầu nối cần thiết cho sơ đồ đấu đã chọn. Chỉ màu dây không cho biết sơ đồ chân.

Đi cáp cảm biến tránh xa dây động cơ, biến tần, bộ gia nhiệt và nguồn đóng cắt. Bố trí cơ cấu chống kéo căng cáp và bảo vệ mối nối khỏi ẩm. Việc đấu lớp chống nhiễu phải theo toàn bộ thiết kế nối đất và hướng dẫn thiết bị. Không dùng lớp chống nhiễu cáp thay cho dây hồi tín hiệu hoặc dây bảo vệ.

Giữ các mối nối dài cáp và hộp nối ở nơi có thể tiếp cận kiểm tra. Ghi cấu hình cáp cuối cùng vì thay đổi chiều dài, điện trở hoặc lớp chống nhiễu có thể ảnh hưởng phép đo. Khi chẩn đoán nhiễu, so sánh các trạng thái vận hành như động cơ dừng và chạy; không tháo nối đất bảo vệ để số đo ít nhiễu hơn.

Đấu cảm biến tải với PLC qua bộ truyền tín hiệu 4-20 mA

Quy định khối lượng gán cho từng đầu dải đầu ra tương tự. Với dải đã cấu hình 0-10 000 kg, 4 mA đại diện cho 0 kg và 20 mA cho 10 000 kg. Công thức quy đổi là khối lượng = (dòng điện tính bằng mA - 4) / 16 x 10 000 kg. Trong cấu hình ví dụ đó, 12 mA tương ứng 5 000 kg. Đây là ví dụ chạy thử, không phải cài đặt mặc định của thiết bị METRAVON.

Phép thử vòng dòng điện kiểm tra phần từ đầu ra bộ truyền đến PLC. Nó không hiệu chuẩn cảm biến tải hoặc chứng minh cách lắp đúng. Sau khi kiểm chứng phép quy đổi vòng dòng, đặt tải đã biết phù hợp qua hệ cơ khí và so sánh số đo của bộ truyền, PLC cùng HMI.

Kiểm tra đầu ra bộ truyền là loại chủ động hay lấy nguồn từ vòng dòng, đầu vào nhận là loại thụ động hay có cấp nguồn. Kiểm chứng điện áp nguồn, tải đầu vào và tổn hao cáp theo đúng các thiết bị thực tế. Xác định cách biểu diễn giá trị tịnh âm, vượt dải và tình trạng lỗi. Không cho rằng mọi bộ truyền dùng cùng quy ước dòng báo lỗi.

Với RS485, lấy bảng thanh ghi trước khi lập trình

RS485 xác định giao diện điện; Modbus RTU quy định định dạng truyền thông. Thiết bị được chọn phải hỗ trợ cả hai. Xác định cài đặt nối tiếp, địa chỉ và cấu hình cáp theo tài liệu thiết bị. Cảm biến cầu đo không có thiết bị điện tử số sẽ không có hỗ trợ Modbus chỉ vì PLC có cổng RS485.

Bản đặc tả giao thức ứng dụng Modbus định nghĩa thanh ghi 16 bit. Bảng thanh ghi thiết bị phải xác định địa chỉ khối lượng, hàm đọc, kiểu dữ liệu có dấu hay không dấu, phép quy đổi và mọi dạng biểu diễn bằng nhiều thanh ghi. Kiểm tra cách ghi địa chỉ mà trình điều khiển PLC sử dụng; tham chiếu trong tài liệu và địa chỉ lệch truyền trên đường dây có thể dùng quy ước khác nhau.

Thử một giá trị âm khi ứng dụng cho phép, một giá trị thể hiện được hệ số quy đổi phần thập phân và thứ tự các từ dữ liệu nếu sử dụng nhiều thanh ghi. Lấy chi tiết này từ bảng của thiết bị đã chọn, thay vì đoán đến khi xuất hiện con số có vẻ hợp lý. Số đo còn phải được đánh giá tính hợp lệ hoặc mức độ cập nhật phù hợp với nhiệm vụ điều khiển.

Kiểm chứng giá trị, thời gian đáp ứng và hành vi khi lỗi trong chạy thử

Theo dõi tải đã biết qua toàn bộ chuỗi: đầu vào cơ khí, phép đo cầu, giá trị bộ truyền, biến PLC và màn hình vận hành. Xác nhận đơn vị cùng bì ở từng khâu. Lưu cài đặt thiết bị và phép quy đổi PLC cùng kết quả hiệu chuẩn hệ đã lắp.

Đo đáp ứng trong thao tác công nghệ quan trọng, chẳng hạn cuối giai đoạn nạp. Các bộ lọc trong bộ truyền, PLC và HMI đều có thể làm tăng độ trễ. Số hiển thị ổn định không chứng minh việc ngắt cấp đúng lúc. Thử cài đặt cuối cùng trong điều kiện có tính đại diện và giữ riêng giá trị thô với giá trị đã lọc khi thiết kế điều khiển yêu cầu.

Dùng kế hoạch thử đã phê duyệt để mô phỏng mất truyền thông và các lỗi khác được hỗ trợ khi nhà máy ở trạng thái an toàn. Giá trị cuối được giữ lại không được âm thầm tiếp tục được coi là phép đo mới hợp lệ. Kiểm chứng xử lý cảnh báo, khóa hoạt động điều khiển và phục hồi. Tắt chế độ mô phỏng và loại bỏ các giá trị cưỡng bức trước bàn giao.

Câu hỏi khi chạy thử PLC

Q1. Vì sao màn hình chỉ hiển thị một nửa khối lượng dự kiến?

Kiểm tra độ nhạy, kích thích, dải bộ truyền và phép quy đổi PLC trước khi điều chỉnh cơ khí. Các độ nhạy cảm biến khác nhau có thể gây sai số gấp đôi khi tái sử dụng một cấu hình. Theo dõi giá trị từng khâu bằng tải đã biết để xác định nơi bắt đầu xuất hiện sai khác.

Q2. Tăng kích thích có luôn cải thiện kết quả không?

Không. Kích thích phải nằm trong giới hạn thông số cảm biến và thiết bị. Điện áp cao hơn làm tăng dòng cầu đo, có thể vượt khả năng nguồn hoặc gây nóng thêm. Đánh giá nhiễu cùng dải tín hiệu ở mức kích thích được phép; không dùng điện áp quá cao để bù cho thiết bị điện tử không phù hợp.

Q3. Bốn cảm biến có thể dùng chung một đầu vào không?

Các cảm biến tương thích có thể được gộp qua hộp nối phù hợp khi thiết bị hỗ trợ tổng tải cầu đo. Xác nhận cấu hình cộng và cân chỉnh tín hiệu cùng các phép thử theo vị trí cần thiết. Chẩn đoán riêng từng gối đỡ có thể cần các kênh riêng thay vì một tín hiệu gộp.

Q4. Yêu cầu báo giá bộ truyền tín hiệu cần có gì?

Liệt kê mẫu cảm biến, dải tải, độ nhạy mV/V, điện trở cầu, số cảm biến và chiều dài cáp. Bổ sung loại đầu vào PLC, yêu cầu cập nhật, đại lượng đầu ra và môi trường. Gửi các chi tiết qua trang yêu cầu tư vấn METRAVON để kiểm tra thiết bị được đề xuất theo toàn bộ chuỗi đo.

Tóm tắt

Cung cấp đầu vào đo tương thích cho cầu đo, xác định một phép quy đổi khối lượng và thử toàn bộ đường tín hiệu đến PLC. Một con số có vẻ hợp lý là chưa đủ: hệ đã lắp còn phải báo đúng đơn vị, đáp ứng kịp thời và giúp logic điều khiển nhận biết phép đo bị mất hoặc không hợp lệ.