Bộ Khuếch Đại Loadcell | Seneca Z-SG Series

Bộ khuếch đại loadcell là một thành phần không thể thiếu trong các hệ thống cân điện tử cần truyền tín hiệu về PLC hoặc Scadar để giám sát và điều khiển. Chức năng của bộ khuếch đại loadcell chính là khuếch đại tín hiệu mv/v rất nhỏ của loadcell hay còn gọi là cảm biến lực thành tín hiệu Analog 4-20mA, 0-10V, Modbus RTU, Modbus TCP-IP, Profinet … mà các bộ điều khiển lập trình có thể giao tiếp được.

Tại sao bộ khuếch đại loadcell lại quan trọng?

• Tín hiệu từ loadcell truyền về là mV/v: 1mV/v, 2mV/v, 3mV/v … Tín hiệu này quá nhỏ để các mạch điện tử, PLC, Scadar có thể đọc được.
• Chuẩn hóa tín hiệu ngõ ra: tín hiệu đầu vào sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu tiêu chuẩn mà các thiết bị đầu cuối có thể đọc được.
• Chống nhiễu: khả năng chống nhiễu cực kỳ tốt của bộ khuếch đại loadcell mang lại giá trị lớn khi mà các bo mạch khuếch đại loadcell không bao giờ làm được.
•  Độ chính xác cao: chức năng chính của bộ khuếch đại loadcell chính là chuyển đổi tín hiệu mV/v sang tín hiệu chuẩn. Ngoài ra, khả năng cài đặt trọng lượng tương ứng với tín hiệu ngõ ra chính là giá trị lớn nhất của một khuếch đại tín hiệu. Ví dụ, bạn dùng loadcell 100kg nhưng chỉ cân 10kg, tức là chỉ dùng 1/10 giá trị của loadcell. Nếu đọc trực tiếp từ PLC thông qua cart mở rộng thì sai số sẽ tăng 10 lần. Trong khi đó, nếu dùng bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell bạn dễ dàng cài đặt 0-10 kg tương ứng ngõ ra 4-20mA thì lúc này tín hiệu được tăng độ phân giải lên gấp 10 lần so với ban đầu đọc trực tiếp mà không cài đặt.
• Tùy chọn nhiều tín hiệu ngõ ra: khi qua bộ khuếch đại loadcell bạn được nhiều sư lựa chọn về tín hiệu ngõ ra: 4-20mA, 0-20mA, 0-10V, Modbus RTU, Modbus TCP-IP, Profinet …
• Tiết kiệm chi phí: đối với bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell Z-SG, Z-SG3, ZE-SG3, ZE-SG3-P của Seneca đều có thể đọc cùng lúc 1 cho đến 8 loadcell cùng lúc mà không cần qua bộ cộng loadcell.

Các bộ khuếch đại loadcell phổ biến

Tín hiệu ngõ ra Analog 4-20mA, 0-10V: chức năng chỉ chuyển đổi sang dạng analog phổ biến mà hầu hết các bộ lập trình đều xử lý được. Tham khảo Z-SG.

Tín hiệu ngõ ra Modbus RTU: bộ khuếch đại loadcell không chỉ chuyển đổi dạn 4-20mA, 0-10V mà còn có khả năng truyền thông dạng modbus RTU RS485 tiêu chuẩn. Tham khảo Z-SG, Z-SG3.

Tín hiệu ngõ ra Modbus TCP-IP: hầu hết các PLC, Scadar đều sử dụng modbus TCP-IP để giao tiếp nhanh chóng hơn và dẽ dàng hơn. Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell cũng theo xu hướng này khi mà ngõ ra tích hợp Modbus TCP-IP. Tham khảo: ZE-SG3.

Tín hiệu ngõ ra Profinet: chuẩn Profinet được Siemens sử dụng phổ biến cho hầu hết các PLC, biến tần … Các hãng sản xuất bộ chuyển đổi tín hiệu cũng chạy đua truyền thông Profinet nhằm phục vụ cho gã khổng lồ Siemens. Tham khảo ZE-SG3-P.

Quy ước màu dây loadcell

Mỗi một hãng sẽ có quy ước màu dây loadcell khác nhau. Nhưng đa số các hãng sản xuất loadcell đều chọn 4 màu dây:

• Xanh Lá Cây cho EX+
• Đỏ cho SI-
• Đen cho EX-
• Trắng cho SI+
• Vàng SE+
• Xanh Dương SE-

Tuy nhiên, cũng có nhiều hãng sẽ quy định ngược lại các màu dây cho tín hiệu ngõ ra. Anh em cần xem kỹ sơ đồ đấu dây của loadcell để kết nối với bộ khuếch đại loadcell một cách chính xác nhất.
Thông số kỹ thuật của bộ khuếch đại tín hiệu loadcell

• Nguồn cấp : 24Vdc
• Điện năng tiêu thụ : 2W
• Cách ly chống nhiễu tại 1.500Vdc giữa input , output và nguồn cấp
• Cấp bảo vệ : IP20
• Nhiệt độ làm việc : -10 … 65oC
• Kích thướt : 17.5 x 100 x 112 mm
• Lắp đặt trên DIL Rail 35mm
• Input : 1 kênh nhận được từ 1…4 laodcell 350 ohm , 1 …8 loadcell 1000 ohm với các loại loadcell 4 dây vả cả loadcell 6 dây
• Output : 4-20mA hoặc 0-10V hoặc 0-20mA hoặc 0-5V
• Truyền thông Modbus RS485 với tốc độ truyền lên tới 57.600bps
• Thời gian đáp ứng 20ms
• Độ dài kết nối dây : 1200m

Các giá trị mà bộ khuếch đại loadcell Seneca Z-SG có thể nhận được

•  1mV/V
•  2mV/V
•  4mV/V
•  8mV/V
•  16mV/V
•  32mV/V
•  64mV/v
• Bất kỳ dãy đo mV/V nào đặt biệt khác sẽ được calib bằng phần mềm

Với sự đa năng input đầu vào nhận được tất cả các tín hiệu mV/V của tất cả các loadcell phổ biến trên thị trường đồng thời tín hiệu ngõ ra cũng đa dạng 4-20mA / 0-20mA / 0-10V / 0-5V có cả truyền thông Modbus. Bo khuech dai tin hieu loadcell Seneca Z-SG gần như đáp ứng được tất cả các yêu cầu của khách hàng về chuyển đổi và truyền tín hiệu từ loadcell về PLC.

Các bộ khuếch đại loadcell phổ biến nhất của Seneca

Seneca có cả một bô sưu tập về bộ khuếch đại loadcell với 7 phiên bản khác nhau. Điều đó chứng tỏ rằng Seneca có nhiều giải pháp với nhiều nâng cấp tùy vào ứng dụng, chi phí mà chúng ta cần cho một bộ khuếch đại loadcell. Chúng ta cùng tham khảo các bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell của Seneca có gì đặc biệt bên dưới.

Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell Z-SG

• Chức năng: Module chuyển đổi tín hiệu có ngõ ra 4-20mA, 0-10V, 0-5V, 0-20mA, Modbus RTU nằm bên dưới DIN Rail.
• Nguồn cấp: 10..40 Vdc / 19..28 Vac.
• Cấp chuẩn: CE.
• Lắp đặt: Trên thanh ray DIN.

• Giao thức: Modbus RTU.
• Cổng kết nối: Cổng micro USB.

• DIP Switch: Cho phép cấu hình địa chỉ module, tốc độ baud, …
• Phần mềm Easy Setup: Cung cấp giao diện đồ họa để cấu hình module

• Chức năng Tare: Cho phép cài đặt giá trị 0 cho tín hiệu đo. Bao gồm chức năng Reset và Acquisition.
• Tín hiệu cân ổn định: Cung cấp tín hiệu cho biết khi nào tín hiệu đo ổn định.

• Tần số lấy mẫu: Cho phép điều chỉnh tần số lấy mẫu tín hiệu đo.
• Ngưỡng báo động với trễ: Cho phép cài đặt ngưỡng báo động cho tín hiệu đo và thời gian trễ cho báo động.
• Độ phân giải: Cho phép điều chỉnh độ phân giải của tín hiệu đo.

• Hỗ trợ kết nối với tối đa 8 loadcell.
• Cho phép kết nối loadcell 4 hoặc 6 dây.
• Cung cấp sơ đồ đấu nối chi tiết trong tài liệu hướng dẫn.

Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell Z-SG3

• Chức năng: Module chuyển đổi tín hiệu có ngõ ra 4-20mA, 0-10V, 0-5V, 0-20mA, Modbus RTU nâng cấp.
• Nguồn cấp: 10..40 Vdc / 19..28. Vac.
• Cấp chuẩn: CE.
• Lắp đặt: Trên thanh ray DIN.
• Dãy đo lên đến ±320mV/V
• Độ chính xác: 0.01% dải đo điện trong chế độ “hiệu chuẩn tại nhà máy”
• 1 ngõ ra analog (4-20mA, 0-10V,…): Cho phép cấu hình dải đo, thang đo đầu ra

• Giao thức Modbus RTU
• RS485: Cấu hình địa chỉ, tốc độ baud,… bằng DIP switch hoặc phần mềm Easy Setup 2.
• USB: Giao tiếp như cổng RS485, không thể thay đổi thông số, ưu tiên hơn RS485.

• DIP Switch: Cho phép cấu hình địa chỉ module, tốc độ baud, …
• Phần mềm Easy Setup: Cung cấp giao diện đồ họa để cấu hình module

• Chức năng Tare: Cho phép cài đặt giá trị 0 cho tín hiệu đo. Bao gồm chức năng Reset và Acquisition.
• Tín hiệu cân ổn định: Cung cấp tín hiệu cho biết khi nào tín hiệu đo ổn định.

• Tần số lấy mẫu: Cho phép điều chỉnh tần số lấy mẫu tín hiệu đo.
• Ngưỡng báo động với trễ: Cho phép cài đặt ngưỡng báo động cho tín hiệu đo và thời gian trễ cho báo động.
• Độ phân giải: Cho phép điều chỉnh độ phân giải của tín hiệu đo.
• Chức năng Tare:
  + Cài đặt giá trị 0 cho tín hiệu đo.
  + Hỗ trợ 3 chế độ: Silos, Reset, Acquisition.
• DIP switch: Cấu hình cơ bản như địa chỉ Modbus, tốc độ baud,…
• Phần mềm Easy Setup 2: Cấu hình nâng cao, bao gồm:
• Chế độ hoạt động: Hiệu chuẩn tại nhà máy hoặc hiệu chuẩn với trọng lượng mẫu.
• Thông số load cell: Độ nhạy, dải đo.
• Trọng lượng mẫu: Sử dụng trong hiệu chuẩn.
• Ngưỡng báo động: Cài đặt ngưỡng cho 2 ngõ ra kỹ thuật số.
• Cấu hình ngõ vào/ra kỹ thuật số.
• Hiệu chuẩn load cell.

• Hỗ trợ kết nối với tối đa 8 loadcell.
• Cho phép kết nối loadcell 4 hoặc 6 dây.
• Cung cấp sơ đồ đấu nối chi tiết trong tài liệu hướng dẫn.

• LED: Hiển thị trạng thái nguồn, quá tải load cell, nhận/truyền dữ liệu

Bộ chuyển đổi tín hiệu ZE-SG3

• Chuyển đổi tín hiệu từ load cell sang giá trị đo lường (khối lượng, lực,…).
• Giao tiếp với các thiết bị khác qua Modbus RTU/TCP-IP.
• Hỗ trợ chức năng Pass-Through, cho phép chuyển tiếp yêu cầu Modbus TCP-IP từ các nút mạng sang đường RS485 và hoạt động như một gateway.
• Nguồn cấp: 10…40 Vdc / 19…28 Vac.
• Cấp bảo vệ: IP20.
• Lắp đặt: Trên thanh ray DIN.
• Vỏ bảo vệ: Nhựa PA6, gia cố sợi thủy tinh, màu đen.

• Giao thức: Modbus RTU/TCP-IP
• Cổng kết nối
• Ethernet: 1 cổng Ethernet 100BaseT, RJ45, cấu hình qua Webserver hoặc phần mềm Easy Setup 2.
• RS485: 2 cổng RS485/RS232, cấu hình địa chỉ, tốc độ baud,… bằng DIP switch hoặc phần mềm Easy Setup 2.

• Tín hiệu: Tín hiệu từ load cell 4 hoặc 6 dây.
• Điện áp cấp cho load cell: 5 Vdc (cung cấp từ thiết bị).
• Dải đo: Lên đến ±320mV/V.
• Độ chính xác: 0.01% dải đo điện trong chế độ “hiệu chuẩn tại nhà máy”.
• Độ ổn định nhiệt: 0.0010%/C° của dải đo.
• Độ phân giải: ADC 24 bit.
• Thời gian đáp ứng (khi kích hoạt bộ lọc): 2 ÷ 850ms (có thể cấu hình).
• Số lượng load cell hỗ trợ: Tối đa 4 load cell.
• Chức năng cân bằng: Có thể cân bằng tối đa 4 load cell bằng board cân bằng SG-EQ4.

• 2 ngõ ra kỹ thuật số (DI/DO):
• Có thể cấu hình là ngõ vào hoặc ngõ ra.
• Cách ly quang.
• Cấu hình chế độ hoạt động (Normally Open/Normally Close), chức năng (Full Scale, Overthreshold, Stable Weight, Commandable from Modbus, Threshold with Hysteresis) qua Webserver hoặc Easy Setup 2.
• 1 ngõ ra analog (4-20mA, 0-10V,…):
• Cho phép cấu hình dải đo, thang đo đầu ra qua Webserver hoặc Easy Setup 2.

• Chức năng Tare:
• Cài đặt giá trị 0 cho tín hiệu đo.
• Hỗ trợ 3 chế độ: Silos, Reset, Acquisition.
• Có thể thực hiện Tare bằng nút PS1 trên thiết bị, lệnh Modbus hoặc qua Webserver/Easy Setup 2.
• Tín hiệu cân ổn định: Cung cấp tín hiệu cho biết khi nào tín hiệu đo ổn định.
• Chức năng đếm: Cho phép đếm số lượng sản phẩm dựa trên trọng lượng.

• DIP switch:
• Cấu hình cơ bản như địa chỉ Modbus, tốc độ baud,…
• Reset về cấu hình mặc định.
• Bật/tắt Webserver.
• Phần mềm Easy Setup 2:
• Cấu hình nâng cao, bao gồm các chức năng tương tự như trên Webserver.

• Cấu hình địa chỉ IP, tên thiết bị.
• Cấu hình chi tiết các thông số hoạt động, bao gồm:
• Chế độ hoạt động: Hiệu chuẩn tại nhà máy hoặc hiệu chuẩn với trọng lượng mẫu.
• Thông số load cell: Độ nhạy, dải đo.
• Trọng lượng mẫu: Sử dụng trong hiệu chuẩn.
• Ngưỡng báo động: Cài đặt ngưỡng cho 2 ngõ ra kỹ thuật số.
• Cấu hình ngõ vào/ra kỹ thuật số.
• Hiệu chuẩn load cell: Hỗ trợ hiệu chuẩn với trọng lượng mẫu hoặc sử dụng thông số nhà máy.

• LED: Hiển thị trạng thái nguồn, quá tải load cell, giao tiếp Profinet/Ethernet IP, nhận/truyền dữ liệu trên cổng RS485

Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell ZE-SG3-P

Bộ chuyển đổi loadcell ZE-SG3-P có cấu hình, chức năng tương tự ZE-SG3 nhưng chuyển sang chuẩn Profinet. Chuẩn Profinet được xem là truyền thông tiêu chuẩn của Siemens, Seneca dành riêng một Version cho tập đoàn Siemens.

Các chức năng cao cấp nhất của một bộ chuyển đổi tín hiệu đều có trên hai phiên bản ZE-SG3 và ZE-SG3-P. Khi ZE-SG3-P truyền thông về PLC Siemens, anh em cần cài 1 firmware của Seneca vào PLC. Khi đó PLC sẽ nhận và xem ZE-SG3-P như một modul của Siemens.

Lúc này tất cả việc cài đặt, hiệu chuẩn, TARE … có thể thực hiện trực tiếp trên PLC mà không cần phải cài trên phần mềm của Seneca.

Như vậy, hai phiên bản cao cấp nhất là ZE-SG3 và ZE-SG3-P của bộ khuếch đại loadcell mà Seneca sản xuất có thể đáp ứng tất cả các yêu cầu trong việc xử lý tín hiệu của loaadcell.

Nếu có thắc mắc gì về bộ khuếch đại loadcell Seneca Z-SG hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn để được lựa chọn thiết bị phù hợp nhất .

Kỹ Sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hoà

Mobi : 097879.5566

Mail : hoa.nguyen@huphaco.vn