เซนเซอร์แบบแอนะล็อก: แอปพลิเคชันวิธีการเชื่อมต่อกับคอนโทรลเลอร์

ในกระบวนการอัตโนมัติของกระบวนการทางเทคโนโลยีเพื่อควบคุมกลไกและชุดประกอบหนึ่งต้องจัดการกับการวัดปริมาณทางกายภาพต่างๆ มันอาจเป็นอุณหภูมิความดันและอัตราการไหลของของเหลวหรือก๊าซความเร็วในการหมุนความเข้มของแสงข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของชิ้นส่วนของกลไกและอื่น ๆ อีกมากมาย ข้อมูลนี้ได้มาจากการใช้เซ็นเซอร์ ที่นี่เป็นครั้งแรกเกี่ยวกับตำแหน่งของชิ้นส่วนของกลไก

เซ็นเซอร์แยก

เซ็นเซอร์ที่ง่ายที่สุดคือหน้าสัมผัสทางกลปกติ: ประตูถูกเปิด - หน้าสัมผัสเปิด, ปิด - ปิด เซ็นเซอร์ง่าย ๆ เช่นเดียวกับอัลกอริทึมของการทำงานดังกล่าวมักจะ ใช้ในการเตือนความปลอดภัย. สำหรับกลไกที่มีการเคลื่อนที่แบบแปลซึ่งมีสองตำแหน่งตัวอย่างเช่นวาล์วน้ำจำเป็นต้องมีสองหน้าสัมผัส: ปิดหนึ่งหน้าสัมผัส - ปิดวาล์วอีกด้านปิด - ปิด

อัลกอริทึมการแปลที่ซับซ้อนมากขึ้นมีกลไกสำหรับการปิดเครื่องขึ้นรูปเทอร์โมพลาสติก เริ่มแรกเปิดแม่พิมพ์นี่คือตำแหน่งเริ่มต้น ในตำแหน่งนี้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะถูกลบออกจากแม่พิมพ์ ถัดไปผู้ปฏิบัติงานปิดรั้วป้องกันและแม่พิมพ์เริ่มปิดรอบการทำงานใหม่เริ่มต้นขึ้น

ระยะห่างระหว่างครึ่งของแม่พิมพ์มีขนาดค่อนข้างใหญ่ ดังนั้นในตอนแรกแม่พิมพ์จะเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วและในระยะที่แน่นอนจนกระทั่งปิดครึ่งส่วนของรถพ่วงจะเริ่มทำงานความเร็วในการเคลื่อนที่จะลดลงอย่างมีนัยสำคัญและแม่พิมพ์จะปิดอย่างราบรื่น

อัลกอริทึมนี้ช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงการระเบิดเมื่อปิดแม่พิมพ์ไม่เช่นนั้นจะสามารถสับเป็นชิ้นเล็ก ๆ ได้ การเปลี่ยนแปลงความเร็วเดียวกันเกิดขึ้นเมื่อเปิดแม่พิมพ์ ที่นี่สองเซ็นเซอร์ติดต่อไม่สามารถทำได้

ดังนั้นเซ็นเซอร์ที่อยู่บนหน้าสัมผัสจะแยกกันหรือเป็นเลขฐานสองมีสองตำแหน่งคือปิด - เปิดหรือ 1 และ 0 หรืออีกนัยหนึ่งเราสามารถพูดได้ว่าเหตุการณ์นั้นเกิดขึ้นหรือไม่ ในตัวอย่างข้างต้นมีการ“ จับ” หลายจุดโดยหน้าสัมผัส: จุดเริ่มต้นของการเคลื่อนไหว, จุดลดความเร็ว, จุดสิ้นสุดของการเคลื่อนไหว

ในเรขาคณิตจุดไม่มีมิติเพียงแค่จุดและนั่นคือมัน มันอาจเป็นได้ (บนกระดาษแผ่นหนึ่งในวิถีการเคลื่อนที่ดังเช่นในกรณีของเรา) หรือไม่มีอยู่จริง ดังนั้นเซ็นเซอร์ไม่ต่อเนื่องจะใช้ในการตรวจจับจุด บางทีการเปรียบเทียบกับจุดที่นี่อาจไม่เหมาะสมมากนักเพราะเพื่อการใช้งานจริงพวกเขาใช้ค่าความถูกต้องของเซ็นเซอร์แยกและความแม่นยำนี้มากกว่าจุดทางเรขาคณิต

แต่การติดต่อทางกลเพียงอย่างเดียวเป็นสิ่งที่ไม่น่าเชื่อถือ ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่เป็นไปได้หน้าสัมผัสเชิงกลจะถูกแทนที่ด้วยเซ็นเซอร์ความใกล้ชิด ตัวเลือกที่ง่ายที่สุดคือสวิตช์กก: แม่เหล็กอยู่ใกล้รายชื่อจะถูกปิด ความแม่นยำในการใช้งานของสวิตช์กกเป็นสิ่งที่ต้องการมากการใช้เซ็นเซอร์ดังกล่าวเป็นเพียงการกำหนดตำแหน่งของประตู

ตัวเลือกที่ซับซ้อนและแม่นยำยิ่งขึ้นควรได้รับการพิจารณาความหลากหลายของเซ็นเซอร์ความใกล้ชิด หากธงโลหะเข้าสู่ช่องเซ็นเซอร์ก็จะทำงาน เป็นตัวอย่างของเซ็นเซอร์ดังกล่าวเซ็นเซอร์ BVK (สวิตช์แบบไม่สัมผัส) ของซีรีย์ต่างๆสามารถอ้างถึงได้ ความแม่นยำในการใช้งาน (ดิฟเฟอเรนเชียล) ของเซ็นเซอร์เหล่านี้คือ 3 มิลลิเมตร

รูปที่ 1 เซ็นเซอร์ซีรี่ส์ BVK

แรงดันไฟฟ้าของเซ็นเซอร์ BVK คือ 24V โหลดปัจจุบันคือ 200mA ซึ่งเพียงพอที่จะเชื่อมต่อรีเลย์กลางสำหรับการประสานงานเพิ่มเติมกับวงจรควบคุมต่อไป นี่คือวิธีใช้เซ็นเซอร์ BVK ในอุปกรณ์ต่างๆ

นอกจากเซ็นเซอร์ BVK แล้วยังใช้เซ็นเซอร์ประเภท BTP, KVP, PIP, KVD, FISH อีกด้วย แต่ละซีรี่ส์มีเซ็นเซอร์หลายประเภทซึ่งระบุด้วยตัวเลขเช่น BTP-101, BTP-102, BTP-103, BTP-211

เซ็นเซอร์ที่กล่าวมาทั้งหมดไม่ต่อเนื่องแบบไม่ติดต่อกันจุดประสงค์หลักคือเพื่อกำหนดตำแหน่งของชิ้นส่วนของกลไกและชุดประกอบ โดยธรรมชาติแล้วเซ็นเซอร์เหล่านี้มีอยู่มากมายคุณไม่สามารถเขียนเกี่ยวกับเซ็นเซอร์ทั้งหมดในบทความเดียว เซ็นเซอร์หน้าสัมผัสที่หลากหลายยังคงใช้กันทั่วไปและยังพบว่ามีการใช้อย่างแพร่หลาย

การใช้เซ็นเซอร์แบบแอนะล็อก

นอกจากเซ็นเซอร์แยกในระบบอัตโนมัติเซ็นเซอร์แบบแอนะล็อกถูกใช้อย่างกว้างขวาง วัตถุประสงค์ของพวกเขาคือการได้รับข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณทางกายภาพที่หลากหลายและไม่เพียงแค่นั้น แต่ในเวลาจริง แม่นยำยิ่งขึ้นการแปลงปริมาณทางกายภาพ (ความดันอุณหภูมิการส่องสว่างกระแสไฟฟ้าแรงดัน) เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่เหมาะสมสำหรับการส่งผ่านสายการสื่อสารไปยังตัวควบคุมและการประมวลผลเพิ่มเติม

เซ็นเซอร์อะนาล็อกมักจะอยู่ค่อนข้างไกลจากตัวควบคุมซึ่งเป็นเหตุผลที่พวกเขามักจะเรียกว่า อุปกรณ์ภาคสนาม. คำนี้มักใช้ในวรรณคดีทางเทคนิค

โดยทั่วไปแล้วเซ็นเซอร์อะนาล็อกจะประกอบด้วยหลายส่วน ส่วนที่สำคัญที่สุดคือองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน - เซ็นเซอร์. โดยมีวัตถุประสงค์คือเพื่อแปลงค่าที่วัดได้เป็นสัญญาณไฟฟ้า แต่สัญญาณที่ได้รับจากเซ็นเซอร์มักจะมีขนาดเล็ก เพื่อให้ได้สัญญาณที่เหมาะสมสำหรับการขยายเซ็นเซอร์มักจะรวมอยู่ในวงจรสะพาน - สะพานวีตสโตน.

รูปที่ 2 สะพานวีตสโตน

จุดเริ่มต้นของวงจรบริดจ์คือการวัดความต้านทานที่แม่นยำ แหล่งจ่ายกระแสตรงเชื่อมต่อกับเส้นทแยงมุมของสะพาน AD เครื่องวัดกระแสไฟฟ้าที่ละเอียดอ่อนพร้อมจุดกึ่งกลางที่มีศูนย์อยู่ตรงกลางของเครื่องชั่งนั้นเชื่อมต่อกับอีกเส้นทแยงมุม ในการวัดความต้านทานของตัวต้านทาน Rx โดยการหมุนตัวต้านทานการตัดแต่ง R2 สะพานจะต้องมีความสมดุลลูกศรกัลวาโนมิเตอร์จะต้องตั้งค่าเป็นศูนย์

ความเบี่ยงเบนของลูกศรของอุปกรณ์ในทิศทางเดียวหรืออีกทิศทางหนึ่งช่วยให้คุณกำหนดทิศทางการหมุนของตัวต้านทาน R2 ค่าของความต้านทานที่วัดได้ถูกกำหนดบนสเกลรวมกับด้ามจับของตัวต้านทาน R2 สภาพความสมดุลของสะพานคือความเท่าเทียมกันของอัตราส่วน R1 / R2 และ Rx / R3 ในกรณีนี้ระหว่างจุด BC มีความต่างศักย์เป็นศูนย์และกระแสไม่ไหลผ่านกัลวาโนมิเตอร์ V

ความต้านทานของตัวต้านทาน R1 และ R3 ถูกเลือกอย่างแม่นยำการแพร่กระจายของพวกมันควรจะน้อยที่สุด เฉพาะในกรณีนี้แม้แต่ความไม่สมดุลของสะพานขนาดเล็กก็ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดเจนในแรงดันไฟฟ้าของเส้นทแยงมุม BC มันเป็นคุณสมบัติของสะพานที่ใช้เชื่อมต่อองค์ประกอบที่มีความละเอียดอ่อน (เซ็นเซอร์) ของเซ็นเซอร์อะนาล็อกต่างๆ งั้นทุกอย่างเรียบง่ายเป็นเรื่องของเทคโนโลยี

ในการใช้สัญญาณที่ได้รับจากเซ็นเซอร์จำเป็นต้องดำเนินการเพิ่มเติม - การขยายและการแปลงเป็นสัญญาณเอาต์พุตที่เหมาะสมสำหรับการส่งและการประมวลผลโดยวงจรควบคุม - ตัวควบคุม. บ่อยครั้งที่สัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์อะนาล็อกเป็นกระแส (วนรอบแบบแอนะล็อก), มักจะน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้า

ทำไมปัจจุบัน ความจริงก็คือว่าขั้นตอนการส่งออกของเซ็นเซอร์อะนาล็อกจะขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาในปัจจุบัน สิ่งนี้ช่วยให้คุณกำจัดอิทธิพลของสัญญาณขาออกของความต้านทานของสายเชื่อมต่อเพื่อใช้สายเชื่อมต่อที่มีความยาวขนาดใหญ่

การแปลงต่อไปค่อนข้างง่าย สัญญาณปัจจุบันจะถูกแปลงเป็นแรงดันซึ่งเพียงพอที่จะส่งผ่านกระแสผ่านตัวต้านทานที่รู้จัก แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานการวัดได้รับตามกฎของโอห์ม U = I * R

ตัวอย่างเช่นสำหรับกระแส 10 mA บนตัวต้านทานที่มีความต้านทาน 100 โอห์มคุณจะได้แรงดัน 10 * 100 = 1,000mV ตรงนั้นมีทั้ง 1 โวลต์! ในกรณีนี้กระแสไฟขาออกของเซ็นเซอร์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความต้านทานของสายเชื่อมต่อ ภายในขอบเขตที่เหมาะสมแน่นอน

การเชื่อมต่อของเซ็นเซอร์อะนาล็อก

แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับที่ตัวต้านทานการวัดสามารถแปลงเป็นรูปแบบดิจิตอลที่เหมาะสมสำหรับอินพุตเข้าสู่คอนโทรลเลอร์ การแปลงเสร็จสิ้นโดยใช้ ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล ADC.

ข้อมูลดิจิตอลจะถูกส่งไปยังคอนโทรลเลอร์ในรหัสซีเรียลหรือขนานทุกอย่างขึ้นอยู่กับวงจรสวิตชิ่งเฉพาะ แผนภาพการเชื่อมต่อที่เรียบง่ายของเซ็นเซอร์อะนาล็อกแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3 การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อะนาล็อก (คลิกที่ภาพเพื่อขยาย)

Actuators เชื่อมต่อกับคอนโทรลเลอร์หรือคอนโทรลเลอร์นั้นเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบอัตโนมัติ

โดยธรรมชาติแล้วเซ็นเซอร์อะนาล็อกมีการออกแบบที่เสร็จสมบูรณ์ซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่อยู่อาศัยที่มีองค์ประกอบการเชื่อมต่อ ตัวอย่างเช่นรูปที่ 4 แสดงลักษณะของเซ็นเซอร์ความดันเกจประเภท Probe-10

รูปที่ 4 เซ็นเซอร์ความดันสูงเกิน Probe-10

ที่ด้านล่างของเซ็นเซอร์คุณจะเห็นด้ายเชื่อมต่อสำหรับการเชื่อมต่อกับท่อและด้านขวาใต้ฝาครอบสีดำมีช่องเสียบสำหรับเชื่อมต่อสายสื่อสารกับคอนโทรลเลอร์

การเชื่อมต่อแบบเกลียวถูกปิดผนึกด้วยเครื่องซักผ้าที่ทำจากทองแดงอบอ่อน (รวมอยู่ในขอบเขตการส่งมอบเซ็นเซอร์) และไม่เคยมีการพันด้วยเทปหรือผ้าลินิน สิ่งนี้ทำเพื่อที่ว่าเมื่อติดตั้งเซ็นเซอร์อย่าทำให้องค์ประกอบเซ็นเซอร์ที่อยู่ภายในผิดรูป

เอาต์พุตเซนเซอร์แบบอะนาล็อก

ตามมาตรฐานมีสัญญาณปัจจุบันสามช่วง: 0 ... 5mA, 0 ... 20mA และ 4 ... 20mA ความแตกต่างของพวกเขาคืออะไรและมีฟีเจอร์อะไรบ้าง?

ส่วนใหญ่แล้วการพึ่งพากระแสไฟขาออกจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับค่าที่วัดได้เช่นยิ่งความดันในท่อสูงขึ้นกระแสยิ่งไหลออกจากเซ็นเซอร์มากขึ้นเท่านั้น แม้ว่าบางครั้งจะใช้การสลับผกผัน: ค่าที่มากขึ้นของกระแสเอาท์พุทจะสอดคล้องกับค่าต่ำสุดของค่าที่วัดได้ที่เอาท์พุทของเซ็นเซอร์ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับประเภทของตัวควบคุมที่ใช้ เซ็นเซอร์บางตัวสามารถสลับจากการสลับโดยตรงเป็นแบบตรงกันข้ามได้

สัญญาณเอาต์พุตของช่วง 0 ... 5mA มีขนาดเล็กมากและอาจมีการรบกวน หากสัญญาณของเซ็นเซอร์ดังกล่าวผันผวนตามค่าคงที่ของพารามิเตอร์ที่วัดได้นั่นคือขอแนะนำให้ติดตั้งตัวเก็บประจุที่มีความจุ 0.1 ... 1 μFขนานกับเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ เสถียรภาพมากขึ้นคือสัญญาณปัจจุบันในช่วง 0 ... 20mA

แต่ช่วงทั้งสองเหล่านี้ไม่ดีเพราะศูนย์ที่จุดเริ่มต้นของสเกลไม่อนุญาตให้เรากำหนดสิ่งที่เกิดขึ้นอย่างไม่น่าสงสัย หรือสัญญาณที่วัดได้จริงมีระดับเป็นศูนย์ซึ่งเป็นไปได้ในหลักการหรือเพียงแค่สายการสื่อสารถูกตัดออก? ดังนั้นพวกเขาจึงพยายามยกเลิกการใช้ช่วงเหล่านี้ถ้าเป็นไปได้

สัญญาณของเซ็นเซอร์อะนาล็อกกับกระแสไฟขาออกในช่วง 4 ... 20 mA ถือว่าเชื่อถือได้มากขึ้น มันมีภูมิคุ้มกันเสียงรบกวนค่อนข้างสูงและขีด จำกัด ล่างถึงแม้ว่าสัญญาณที่วัดได้มีระดับศูนย์จะเป็น 4 mA ซึ่งช่วยให้เราสามารถพูดได้ว่าสายการสื่อสารไม่แตกหัก

คุณสมบัติที่ดีอีกประการของช่วง 4 ... 20mA คือเซ็นเซอร์สามารถเชื่อมต่อได้ในสองสายเนื่องจากตัวเซ็นเซอร์นั้นขับเคลื่อนด้วยกระแสไฟฟ้านี้ นี่คือการบริโภคในปัจจุบันและในเวลาเดียวกันสัญญาณการวัด

แหล่งพลังงานสำหรับเซ็นเซอร์ในช่วง 4 ... เปิด 20mA ดังแสดงในรูปที่ 5 ในเวลาเดียวกันเซ็นเซอร์ Zond-10 เช่นเดียวกับคนอื่น ๆ มีแรงดันไฟฟ้าที่หลากหลาย 10 ... 38V ตามหนังสือเดินทางแม้ว่าจะใช้บ่อยที่สุด แหล่งเสถียร ด้วยแรงดันไฟฟ้า 24V

รูปที่ 5 การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อะนาล็อกกับแหล่งพลังงานภายนอก

องค์ประกอบและเครื่องหมายต่อไปนี้มีอยู่ในแผนภาพนี้ Røคือตัวต้านทานของ shunt การวัด Rl1 และ Rl2 เป็นความต้านทานของสายสื่อสาร เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการวัดควรใช้ตัวต้านทานการวัดที่แม่นยำเป็นRø ทางเดินของกระแสจากแหล่งพลังงานถูกระบุด้วยลูกศร

เป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นว่ากระแสไฟขาออกของแหล่งจ่ายไฟผ่านขั้ว +24V ผ่านสาย Rl1 ผ่านทางถึงขั้วเซ็นเซอร์ + AO2 ผ่านเซ็นเซอร์และผ่านขั้วต่อเซ็นเซอร์ - AO2, ขั้วต่อสาย Rl2 ตัวต้านทานRшจะกลับไปที่ขั้วจ่ายไฟ -24V ทุกอย่างถูกปิดวงจรกระแสไหล

หากคอนโทรลเลอร์มีแหล่งจ่ายไฟ 24V การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์หรือตัวแปลงสัญญาณการวัดเป็นไปได้ตามรูปแบบที่แสดงในรูปที่ 6

รูปที่ 6 การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อะนาล็อกกับคอนโทรลเลอร์ด้วยแหล่งพลังงานภายใน

แผนภาพนี้แสดงองค์ประกอบอื่น - ตัวต้านทานบัลลาสต์ Rb มีวัตถุประสงค์เพื่อปกป้องตัวต้านทานการวัดเมื่อปิดสายการสื่อสารหรือเซ็นเซอร์อะนาล็อกทำงานผิดปกติ การติดตั้งตัวต้านทาน RB เป็นทางเลือกแม้ว่าจะต้องการก็ตาม

นอกจากเซ็นเซอร์ต่าง ๆ แล้วทรานสดิวเซอร์วัดซึ่งมักใช้ในระบบอัตโนมัติก็มีเอาต์พุตปัจจุบัน

การวัดทรานสดิวเซอร์ - อุปกรณ์สำหรับแปลงระดับแรงดันไฟฟ้าเช่น 220V หรือกระแสไฟฟ้าของแอมแปร์หลายสิบหรือหลายร้อยเป็นสัญญาณปัจจุบัน 4 ... 20 mA ที่นี่การแปลงระดับของสัญญาณไฟฟ้าจะเกิดขึ้นและไม่ใช่การแสดงปริมาณทางกายภาพ (ความเร็วอัตราการไหลความดัน) ในรูปแบบไฟฟ้า

แต่เซ็นเซอร์เพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ การวัดที่ได้รับความนิยมมากที่สุดอย่างหนึ่งคือการวัดอุณหภูมิและความดัน จำนวนของจุดดังกล่าวในการผลิตที่ทันสมัยสามารถเข้าถึงหลายหมื่นหลายพัน ดังนั้นจำนวนของเซ็นเซอร์ก็มีขนาดใหญ่เช่นกัน ดังนั้นเซ็นเซอร์อะนาล็อกหลายตัวจึงมักเชื่อมต่อกับคอนโทรลเลอร์หนึ่งตัวในคราวเดียว แน่นอนไม่หลายพันครั้งพร้อมกันมันจะดีถ้าโหลแตกต่างกัน การเชื่อมต่อดังกล่าวแสดงในรูปที่ 7

รูปที่ 7 การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อะนาล็อกหลายตัวกับคอนโทรลเลอร์

รูปนี้แสดงให้เห็นว่าแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมสำหรับการแปลงเป็นรหัสดิจิตอลนั้นได้มาจากสัญญาณปัจจุบัน หากมีสัญญาณหลายอย่างสัญญาณเหล่านั้นจะไม่ถูกประมวลผลทั้งหมดในคราวเดียว แต่ถูกแยกด้วยเวลามัลติเพล็กซ์มิฉะนั้นจะต้องใส่ ADC แยกต่างหากในแต่ละช่องสัญญาณ

เพื่อจุดประสงค์นี้คอนโทรลเลอร์มีช่องสลับวงจร แผนภาพการทำงานของสวิตช์แสดงในรูปที่ 8

รูปที่ 8 สวิตช์ช่องเซ็นเซอร์อนาล็อก (รูปภาพที่คลิกได้)

สัญญาณของวงปัจจุบันที่แปลงเป็นแรงดันที่ตัวต้านทานการวัด (UR1 ... URn) จะถูกป้อนเข้ากับอินพุตของสวิตช์แบบอะนาล็อก สัญญาณควบคุมสลับกันผ่านหนึ่งในสัญญาณ UR1 ... URn ไปยังเอาต์พุตซึ่งถูกขยายโดยเครื่องขยายเสียงและป้อนสลับไปยังอินพุต ADC แรงดันไฟฟ้าที่แปลงเป็นรหัสดิจิตอลนั้นจ่ายให้กับคอนโทรลเลอร์

รูปแบบของหลักสูตรนั้นง่ายมาก แต่หลักการในการทำมัลติเพล็กซ์นั้นค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะพิจารณา นี่คือวิธีที่โมดูลสำหรับการป้อนสัญญาณอะนาล็อกจากคอนโทรลเลอร์ MSTS (ระบบไมโครโปรเซสเซอร์ของอุปกรณ์ทางเทคนิค) ที่ผลิตโดย Smolensk PC Prolog ถูกสร้างขึ้น ลักษณะที่ปรากฏของคอนโทรลเลอร์ MCTC แสดงในรูปที่ 9

รูปที่ 9 ตัวควบคุม ICTS

การปลดปล่อยตัวควบคุมดังกล่าวได้ถูกยกเลิกไปเป็นเวลานานถึงแม้ว่าในบางสถานที่ที่อยู่ห่างจากที่ดีที่สุดตัวควบคุมเหล่านี้ก็ยังคงให้บริการอยู่ การจัดแสดงพิพิธภัณฑ์เหล่านี้จะถูกแทนที่ด้วยตัวควบคุมรุ่นใหม่ส่วนใหญ่ผลิต (จีน) นำเข้า

ในการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ปัจจุบัน 4 ... 20mA ขอแนะนำให้ใช้สายเคเบิลป้องกันสองสายที่มีแกนตัดขวางอย่างน้อย 0.5 มม. 2

หากติดตั้งคอนโทรลเลอร์ไว้ในตู้โลหะขอแนะนำให้ต่อสายรัดป้องกันเข้ากับจุดกราวด์ของตู้ ความยาวของสายเชื่อมต่อสามารถเข้าถึงได้มากกว่าสองกิโลเมตรซึ่งคำนวณโดยสูตรที่เกี่ยวข้อง เราจะไม่พิจารณาอะไรที่นี่ แต่เชื่อฉันว่าเป็นเช่นนั้น

เซ็นเซอร์ใหม่ตัวควบคุมใหม่

กับการกำเนิดของตัวควบคุมใหม่ เซ็นเซอร์อนาล็อก HART ใหม่ (Highway Addressable Transducer ระยะไกล) ซึ่งแปลว่า "การวัด Transducer แอดเดรสจากระยะไกลผ่าน Trunk"

สัญญาณเอาท์พุทของเซ็นเซอร์ (อุปกรณ์ภาคสนาม) เป็นสัญญาณปัจจุบันแบบอะนาล็อกในช่วง 4 ... 20 mA ซึ่งเป็นสัญญาณการสื่อสารแบบดิจิตอลที่ปรับความถี่ (FSK - Frequency Shift Keying) สัญญาณซ้อนทับ

รูปที่ 10 Hart Analog Sensor Output

รูปแสดงสัญญาณอะนาล็อกและรอบ ๆ มันเหมือนงูซึ่งเป็นขดลวดไซนัส นี่คือสัญญาณที่ปรับความถี่แต่นี่ไม่ใช่สัญญาณดิจิตอลเลยมันยังไม่ได้รับการยอมรับ เป็นที่น่าสังเกตในรูปที่ความถี่ของคลื่นไซน์เมื่อส่งสัญญาณเป็นศูนย์ตรรกะสูงกว่า (2.2KHz) มากกว่าเมื่อส่งสัญญาณหน่วย (1.2KHz) การส่งสัญญาณเหล่านี้ดำเนินการโดยกระแสไฟฟ้าที่มีขนาดแอมพลิจูด± 0.5 mA รูปร่างไซน์

เป็นที่ทราบกันว่าค่าเฉลี่ยของสัญญาณไซน์เป็นศูนย์ดังนั้นการส่งข้อมูลดิจิตอลจะไม่ส่งผลกระทบต่อกระแสเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ 4 ... 20 mA โหมดนี้ใช้เมื่อตั้งค่าเซ็นเซอร์

การสื่อสารแบบ HART สามารถทำได้สองวิธี ในกรณีแรกมาตรฐานเพียงสองอุปกรณ์เท่านั้นที่สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลในสายสองสายในขณะที่สัญญาณอะนาล็อกเอาท์พุท 4 ... 20mA ขึ้นอยู่กับค่าที่วัดได้ โหมดนี้ใช้เมื่อตั้งค่าอุปกรณ์ภาคสนาม (เซ็นเซอร์)

ในกรณีที่สองสามารถเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ได้สูงสุด 15 ตัวกับสายสองเส้นซึ่งจำนวนจะถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์ของสายการสื่อสารและพลังงานของแหล่งจ่ายไฟ นี่คือโหมดมัลติดรอป ในโหมดนี้เซ็นเซอร์แต่ละตัวมีที่อยู่ของตัวเองในช่วง 1 ... 15 ซึ่งอุปกรณ์ควบคุมเข้าถึงได้

เซ็นเซอร์ที่มีที่อยู่ 0 ถูกตัดการเชื่อมต่อจากสายสื่อสาร การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างเซ็นเซอร์และอุปกรณ์ควบคุมในโหมดมัลติพอยต์จะกระทำโดยสัญญาณความถี่เท่านั้น สัญญาณปัจจุบันของเซ็นเซอร์ได้รับการแก้ไขในระดับที่ต้องการและจะไม่เปลี่ยนแปลง

ในกรณีของการสื่อสารแบบหลายจุดข้อมูลไม่ได้หมายถึงผลลัพธ์ที่แท้จริงของการวัดค่าพารามิเตอร์ที่ควบคุมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงข้อมูลบริการทุกประเภท

สิ่งแรกคือที่อยู่ของเซ็นเซอร์คำสั่งควบคุมการตั้งค่า และข้อมูลทั้งหมดนี้จะถูกส่งผ่านสายสื่อสารสองสาย แต่มันเป็นไปได้ที่จะกำจัดพวกเขา? จริงควรทำอย่างระมัดระวังเฉพาะในกรณีเหล่านั้นเมื่อการเชื่อมต่อไร้สายไม่สามารถส่งผลกระทบต่อความปลอดภัยของกระบวนการควบคุม

ปรากฎว่าคุณสามารถกำจัดสายไฟ แล้วในปี 2007 มาตรฐาน WirelessHART ได้รับการเผยแพร่สื่อการส่งสัญญาณคือความถี่ที่ไม่ได้รับอนุญาต 2.4 GHz ซึ่งทำงานบนอุปกรณ์ไร้สายของคอมพิวเตอร์จำนวนมากรวมถึงเครือข่ายท้องถิ่นไร้สาย ดังนั้นอุปกรณ์ WirelessHART สามารถใช้งานได้โดยไม่มีข้อ จำกัด รูปที่ 11 แสดงเครือข่ายไร้สาย WirelessHART

รูปที่ 11 WirelessHART ไร้สาย

เทคโนโลยีเหล่านี้ได้แทนที่ลูปปัจจุบันแบบแอนะล็อกเก่า แต่เธอไม่ยอมแพ้มันถูกใช้อย่างกว้างขวางทุกที่ที่ทำได้

Boris Aladyshkin