Chuyển đổi tín hiệu áp suất | Giải pháp xử lý tín hiệu từ cảm biến áp suất

Chuyển đổi tín hiệu áp suất là cách tốt nhất để giải quyết vấn đề xử lý tín hiệu đầu ra từ nhiều cảm biến áp suất, thông qua các bộ chia tín hiệu, chuyển đổi tín hiệu.

Để hiểu rõ hơn từng giải pháp, tìm đáp án từng bài toán. Mời các bạn xem nội dung bài viết bên dưới.

Chuyển đổi tín hiệu áp suất là gì

Các bạn đã biết, cảm biến áp suất hiện nay mặc dù có nhiều loại tín hiệu ngõ ra như: 0-20ma, 0-5v, 4-20ma,… Nhưng tín hiệu 4-20ma là tín hiệu phổ biến nhất.

Các cảm biến áp suất có nhiều dạng chân như: 4 dây, 3 dây, 2 dây. Nhưng chúng chỉ có 1 ngõ ra để chúng ta lấy tín hiệu kết quả đo.

Cách đấu dây cảm biến áp suất

Nhắc lại một chút về cách đấu dây của từng loại để các bạn tiện theo dõi luôn.

• Với loại cảm biến áp suất có 4 chân. Tức sẽ có 4 dây ngõ ra. Chúng bao gồm 2 dây cấp nguồn và 2 dây cho tín hiệu ngõ ra. Bài viết này mình chỉ xoay quanh tín hiệu 4-20ma thôi nhé.

Sơ đồ đấu dây, các bạn có thể xem hình minh hoạ bên dưới nhé!

• Cảm biến áp suất loại 3 dây: Với loại này, chúng ta sẽ có 2 chân cấp nguồn và 1 chân tín hiệu ra dành cho 4-20ma. Thực chất là chân (-) đã được gộp chung lại từ sơ đồ 4 dây.

• Cảm biến áp suất loại 2 dây: Nhiều người khi gặp loại này thường rất bối rối, không biết là chỉ có 2 chân thì chân nào cấp nguồn? chân nào lấy tín hiệu ra? Thật là khó hiểu đúng không nào? Nhưng bạn yên tâm khi đọc được bài này, các bạn sẽ thấy thật đơn giản. Đó chính là 1 chân là để cấp nguồn, chân còn lại sẽ lấy tín hiệu out ra. Các bạn chú ý hình minh hoạ bên dưới nhé!

Chuyển đổi tín hiệu áp suất là gì

Chuyển đổi tín hiệu áp suất giúp chúng ta giải quyết bài toán cần nhiều đường truyền tín hiệu để quản lý giám sát, hoặc chuyển đổi sang dạng tín hiệu khác để điều khiển hay truyền đi xa.

Đây là bài toán mà mình nghĩ trước kia các anh chị làm kỹ thuật rất ngại khi đối mặt với nó. Đơn giản bởi vì lúc đó tín hiệu 4-20ma chưa phổ biến, và không có nhiều thiết bị hỗ trợ cho công việc chuyển đổi tín hiệu này.

Tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu về một vài dạng chuyển đổi tín hiệu áp suất phổ biến nhất trong hệ thống công nghiệp. Mình sẽ minh hoạ từng bài toán với thiết bị chuyển đổi tín hiệu thực tế mà mình có để các bạn dễ dàng hình dung nhé!

Bộ chuyển đổi tín hiệu áp suất

Bộ chuyển đổi tín hiệu áp suất ra đời, giúp cho chúng ta, những người công tác trong ngành kỹ thuật điều khiển có thể xây dựng nên nhiều giải pháp về vấn đề điều khiển, đồng bộ, thu thập dữ liệu hiện trường từ xa,…

Chúng ra đời còn giúp cho hệ thống điều khiển trở nên tinh gọn, đơn giản và hoạt động một cách trơn tru mạch lạc hơn.

Cụ thể, chúng ta cùng xem xét các bài toán tiêu biểu sau:

Bộ chia tín hiệu cảm biến áp suất

Với thiết bị này, tín hiệu output từ cảm biến áp suất sẽ được phân tách ra thành nhiều ngõ ra, thích hợp cho chúng ta dùng để thu thập hay điều khiển trực tiếp cảm biến áp suất từ nhiều nơi, vị trí khác nhau,…Làm cho hệ thống trở nên đa dạng, và thân thiện hơn, không còn gò bó trong 1 module điều khiển duy nhất nữa.

Ví dụ như: Bạn có cảm biến áp suất 4-20ma đang lắp trên đường ống. Bình thường thì ngõ ra 4-20ma chỉ có thể đưa lên màn hình hiển thị hoặc đưa lên bộ PLC mà thôi. Bạn không có sự lựa chọn và ở đây!

Nhưng với bộ chuyển đổi- chia tín hiệu 4-20ma Z170REG-1, thì bạn hoàn toàn có thể vừa giám sát giá trị áp suất tại chỗ thông qua màn hình hiển thị, mà lại còn có tín hiệu đưa về hệ thống PLC để thu thập, quản lý dữ liệu giá trị áp suất này. Các bạn xem qua sơ đồ minh hoạ bên dưới nhé!

(minh hoạ cho chia tín hiệu áp suất- z170reg-1)

Bộ chuyển đổi tín hiệu áp suất sang Modbus

Đây là một giải pháp, giúp chúng ta có thể chuyển tín hiệu 4-20ma từ nhiều cảm biến áp suất sang tín hiệu Modbus RTU. Giúp chúng ta có thể truyền tín hiệu đi xa, quản lý tín hiệu trên PLC, DCS, SCADA,…

Đơn cử như bộ chuyển đổi tín hiệu Z4-AI của hãng Seneca. Chúng có đến 4 ngõ vào input tín hiệu 0-20ma, 4-20ma, 0-10V,… Và ngõ ra dạng RS485, hay RS232.

Với khoảng cách truyền lên đến 1200m.

Và điểm nổi bật của việc chuyển đổi này đó là làm cho hệ thống bớt đi những module input mở rộng của PLC. Tiết kiệm được chi phí đầu tư hơn rất nhiều. Mặt khác lại dễ quản lý kết nối, bảo trì và sửa chữa.

Sơ đồ kết nối, các bạn tham khảo hình ảnh bên dưới.

Khi tín hiệu từ các cảm biến áp suất output 4-20ma được đưa vào kênh input của bộ Z4-AI thì đầu ra của Z4-AI chúng ta lấy tín hiệu truyền thông giao tiếp dạng RS485.

Sau đó kết nối với PLC hoặc hệ thống máy tính điều khiển DCS, SCADA. Với việc điều khiển này thì chúng ta có tốc độ up lên đến 115.200bps và có thời gian đáp ứng <10ms.

Điểm đặc biệt của bộ Z4-AI để truyền tín hiệu áp suất là chúng có thể mắc song song với nhau và truyền tín hiệu trên 2 dây cáp RS485.

Đây là giải pháp giúp tối giản dây dẫn tín hiệu và làm cho hệ thống điều khiển trở nên tinh gọn và chuyên nghiệp hơn rất nhiều.

Tóm tắt

Với công nghệ hiện đại, các giải pháp điều khiển thông minh ngày càng được ứng dụng và triển khai trong hầu hết các nhà máy. Nâng tầm tự động hoá của các hệ thống sản xuất. Giúp anh em kỹ thuật có thời gian nghiên cứu thêm giải pháp, khắc phục những yếu điểm của hệ thống.

Đó là lý do vì sao các bộ chuyển đổi tín hiệu áp suất nói riêng lại quan trọng và đóng góp to lớn trong tự động hoá. Ngoài ra, chúng ta còn có các giải pháp chuyển đổi tín hiệu áp suất có cách ly nguồn, kết hợp chuyển đổi tín hiệu áp suất và truyền trên internet…

Bài viết đã gửi đến cho các bạn những thông tin về cách xử lý tín hiệu áp suất. Giúp các bạn hình dung được nhiều giải pháp trong xử lý tín hiệu từ các cảm biến áp suất trên hệ thống.

Rất mong nhận được những góp ý cũng như chia sẻ bài viết của bạn đọc! Cảm ơn!