[Tổng Hợp] Các bộ chuyển đổi tín hiệu

Trong thời đại công nghệ số hiện nay có rất nhiều các thiết bị hiện đại với những tính năng chuyên biệt nhằm thực hiện dễ dàng các mục đích của con người. Mỗi một thiết bị được thiết kế theo một dạng tín hiệu tiêu chuẩn khác nhau. Vậy làm thế nào để các thiết bị này có thế kết nối được với nhau một cách nhịp nhàng và chính xác?

 Để đơn giản hoá vấn đề này thì các Bộ chuyển đổi tín hiệu lần lượt ra đời giải quyết các vấn đề kết nối, bảo vệ tín hiệu, … Vậy bộ chuyển đổi tín hiệu là gi, chúng có đặc điểm gì và hoạt động như thế nào? Sau đây tôi và các bạn cùng đi tìm hiểu một số loại thiết bị chuyển đổi tín hiệu phổ thông nhất hiện nay

Bộ chuyển đổi tín hiệu là gi?

Bộ Chuyển Đổi Tín Hiệu là chuyển đổi một dạng tín hiệu này sang một dạng tín hiệu kia và được quy đổi theo một hàm tuyến tính. Giúp các thiết bị đo lường có thế giao tiếp với các bộ điều khiển về một dạng chuẩn chung. Một số bộ chuyển đổi tín hiệu còn được sử dụng như một thiết bị bảo vệ cho PCL của bạn hoặc lọc nhiễu cho cảm biến , …

Để dễ dàng hình dung chúng ta lấy một ví dụ:

Chúng ta gọi bên truyền tín hiệu (sensor) là A. Nhưng bộ xử lý tín hiệu do một nhà cung cấp khác chỉ xử lý được những tín hiệu dạng B, chúng ta gọi bên nhận tín hiệu là B.

Vậy bài toán đặt ra bây giờ làm cách nào để Sensor có thể kết nối được với PLC hoặc bộ hiển thị khác?

Vậy giải pháp ở đây là sử dụng một bộ chuyển đổi tín hiệu phù hợp để chuyển đổi tín hiệu dạng A sang dạng B với thời gian đáp ứng nhanh chóng nhất.

Trong công nghiệp có những loại tín hiệu nào?

Tổng hợp các loại tín hiệu

Trong môi trường công nghiệp thì người ta sử dụng rất nhiều máy móc, thiết bị điện tử, cảm biến, … Vậy nên các thiết bị này truyền tải dữ liệu dưới các dạng tín hiệu khác nhau. Chúng ta cùng tìm hiểu một số các dạng tín hiệu có trong công nghiệp.

• Tín hiệu Analog (4-20mA, 0-10Vdc, …)
• Tín hiệu Digital (ON/OFF, Relay)
• Tín hiệu xung (Step, Pluse, …)
• Tín hiệu NPN, PNP
• Tín hiệu Modbus RTU (RS485, RS232, …)
• Tín hiệu Modbus TCP
• Tín hiệu Can Open
• Tín hiệu Profibus
• Và một vài tín hiệu khác

Vậy tín hiệu nào tin dùng nhất ?

Quy chung lại các dạng tín hiệu kể trên đều có ưu điểm và nhược điểm khác nhau, các hãng sản xuất đã tìm hiểu và tính toán đến điều này và đưa ra một số dạng tín hiệu thông dụng nhất và được sử dụng rộng rãi nhất trong môi trường công nghiệp.

• Tín hiệu Analog (4-20mA, 0-10Vdc, …)
• Tín hiệu Digital (ON/OFF, Relay)
• Tín hiệu xung

Một số bộ chuyển đổi tín hiệu được sử dụng nhiều nhất hiện nay.

Bộ chuyển đổi K121 

Thông số kĩ thuật

• Nguồn nuôi: Không cấp nguồn riêng, nguồn và tín hiệu chung 7-30Vdc
• Công suất: < 660mW
• Đầu ra: 4-20mA
• Sai số: 0,1%
• Chịu tài: 1 kΩ với 28 Vdc, 21 mA
• Nhiệt độ làm việc: -20…+65 °C
• Kích thước: 93 x 102,5 x 6,6mm chuẩn công nghiệp

Ứng dụng

Một trong những ưu điểm của K121 là dây tín hiệu và dây nguồn đi chung, điều này giúp người sử dụng không cần cấp nguồn riêng cho thiết bị. K121 còn có thể chuyên đổi tín hiệu analog Can nhiệt K, R, T, S, J, E, B, N; Cảm biến nhiệt độ RTD: PT100, PT500, PT1000, Ni100, Tín hiệu (v): +-30V, tín hiệu (mV): +- 150mV, Tín hiệu dòng: +-24mA, tín hiệu Ohm từ 500 Ohm đến 10000 Ohm chuyển đổi sang tín hiệu dòng điện 4-20mA với thời gian đáp ứng tương đối nhỏ chỉ từ 140…620ms.

Bộ chuyển đổi K109S 

Thông số kĩ thuật

• Nguồn cấp: 19,2 – 30 Vdc
• Tiêu hao: < 500 mW
• Đầu vào điện áp: 0…10 V, 2…10 V, 0…5 V, 1…5 V với trở kháng đầu vào 110 kΩ
• Đầu vào dòng điện: 0… 20 mA, 4… 20 mA với trở kháng 35 kΩ
• Ngõ ra: Điện áp 0…5 Vdc, 1…5 Vdc, 0…10 Vdc,
• Dòng điện 0…20 mA, 4…20 mA, 20…0 mA, 20…4 mA
• Nhiệt độ làm việc: -20…+65 °C
• Kích thước: 6,2 x 93,1 x 102,5 mm
• Khối lượng: 46 g

Ứng dụng

Một trong những ứng dụng tưởng đơn giản là chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 4-20mA hay còn được gọi là bộ cách ly tín hiệu 4-20mA. Tín hiệu 4-20mA đưa vào bộ cách ly tín hiệu K109S. Tín hiệu ngõ ra cũng là 4-20mA

Điều này giúp tín hiệu đầu vào tư cảm biến về bộ điều khiển lọc được nhiễu, phù hợp làm việc ở những nơi có nhiều thiết bị sinh ra sóng hài như biến tần, động cơ, …

Bộ chuyển đổi K109PT

Thông số kĩ thuật

• Nguồn cấp : nguồn cấp độc lập 19.2 … 30Vdc / 50-60Hz
• Công suất tiêu thụ : 500mW
• Cách ly chống nhiễu tín hiệu tại 1.500Vac , 3 ngõ : nguồn , input , output
• Sai số : 0.1%
• Thời gian đáp ứng < 50ms không filter , <200ms khi có filter
• Cài đặt bằng DIP Switch
• Lắp đặt trên DIN Rail 35mm chuẩn công nghiệp
• Chuẩn bảo vệ : IP 20
• Nhiệt độ làm việc : -20 … 65oC
• Kích thướt : 62 x 91.3 x 102.5 mm Chuẩn công nhiệp
• Chứng chỉ : CE , EN 50081 , EN 55011 , EN 50082 , EN 61000-2-2/4 , EN 50140/141 , N 61010-1

Ứng dụng

Bộ chuyển đổi tín hiệu K109PT là bộ chuyển đổi chuyên dụng dùng để chuyển đổi tín hiệu của cảm biến PT100, PT500, PT1000, Ni100 chuyển đổi sang tín hiệu analog 4-20mA hoặc 0-10V với độ chính xác cao sai số thực tế của thiết bị này chỉ từ 0,1%, không những sai số tương đối nhỏ mà thời gian đáp ứng cũng tương đối nhanh chỉ dưới <50ms

Bộ chuyển đổi này thiết kế tương đối mỏng chỉ 62 x 91.3 x 102.5 mm dẽ dàng gắn vào tủ điện, không làm mất diện tích cho tủ điện.

Một số lưu ý khi chọn thiết bị chuyển đổi

Trên thị trường hiện nay các thiết bị chuyển đổi tín hiệu rất đa dạng mẫu mã và rất nhiều tính năng được nhà sản xuất đưa vào thiết bị. Cho nên, với một dự án mới hay cần nâng cấp, chuyển đổi tín hiệu cho hệ thống thì các bạn cần lưu ý vài điểm sau để có thể chọn được một bộ chuyển đổi tín hiệu đúng yêu cầu:

• Dạng tín hiệu đầu vào cần chuyển đổi Input
• Dạng tín hiệu đầu ra cần chuyển đổi Output
• Nguồn cấp
• Số cổng chuyển đổi Input
• Có hay không có hệ số bù cho một số loại cảm biến như cảm biến nhiệt độ
• Độ sai số cho phép của thiết bị

Kết luận

Với từng thiết bị thì sẽ có từng ưu điểm khác nhau. Trên đây là một vài thiết bị chuyển đổi mà mình muốn chia sẻ tới các bạn. Để tìm hiểu kĩ hơn về từng bộ chuyển đổi xem thiết bị nào phù hợp với mục đích mà bạn sử dụng thì mời các bạn nhấn vô đười link mình để phía dưới.

Hi vọng các các thông tin trên sẽ giúp các bạn hiểu rõ về thiết bị chuyển đổi cũng như các dạng tín hiệu, để các bạn có thể lựa chọn thích hợp nhất. Xin cảm ơn các bạn!

Bộ chuyển đổi K121

Bộ chuyển đổi k109S

Bộ chuyển đổi K109PT

Thông tin liên hệ

Để biết thêm thông tin hoặc câu hỏi thắc mắc gì các bạn có thể liên hệ với số điện thoại sau để được giải đáp!

Tư vấn – Kỹ thuật

Kỹ sư cơ điện tử

Zalo / Hotline : 0975116329 – Mr Trọng