Các tín hiệu thường gặp trong hệ thống điều khiển tự động hóa: Hướng dẫn dành cho người mới bắt đầu

 Các tín hiệu thường gặp trong hệ thống điều khiển tự động hóa: Dành cho người mới bắt đầu'Hướng dẫn của s

Các kỹ sư mới làm quen với tự động hóa thường tập trung vào lập trình PLC, HMI và các thông số biến tần. Tuy nhiên, thực tế thì...-Sự ổn định của thế giới phụ thuộc phần lớn vào các tín hiệu đáng tin cậy. Dữ liệu không ổn định, van không phản hồi, cảm biến hoạt động không liên tục và các lỗi khó hiểu thường bắt nguồn từ dây dẫn lỏng lẻo, lớp chắn kém hoặc cài đặt tín hiệu analog 4-20mA không chính xác.

Nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và mức chất lỏng được truyền tải thông qua tín hiệu. Máy bơm, van và động cơ được điều khiển bằng tín hiệu. Hệ thống báo động, khóa liên động và truyền thông đều dựa trên sự truyền tải ổn định. Khi tín hiệu bị lỗi, ngay cả chương trình hoàn hảo cũng không thể duy trì hoạt động ổn định. Bài viết này giới thiệu các loại tín hiệu công nghiệp phổ biến nhất được sử dụng trong hệ thống điều khiển tự động hóa.

1. Tín hiệu đo tương tự

Tín hiệu tương tự thay đổi liên tục theo thời gian và được sử dụng rộng rãi để đo nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và mức chất lỏng.

Tín hiệu điện áp (0)–10V): Đơn giản nhưng nhạy cảm với nhiễu và sụt áp, chỉ thích hợp cho khoảng cách ngắn.

Tín hiệu tương tự 4-20mA: Tiêu chuẩn phổ biến nhất trong truyền tín hiệu thiết bị đo hiện trường. Tín hiệu 4mA“sống không"Giúp phát hiện đứt dây (0mA báo hiệu lỗi). Sản phẩm có khả năng chống nhiễu mạnh mẽ và hỗ trợ thời gian sử dụng lâu dài.-Truyền tín hiệu từ xa, được sử dụng rộng rãi trong các cảm biến áp suất, cảm biến mức và cảm biến nhiệt độ.

2. Tín hiệu trạng thái kỹ thuật số

Tín hiệu số chỉ có hai trạng thái: bật/tắt, chạy/dừng, có/không có. Các nút bấm, trạng thái bơm, phản hồi van và công tắc tiệm cận đều sử dụng tín hiệu số.

Trong xử lý tín hiệu PLC, đầu vào kỹ thuật số báo cáo các điều kiện hiện trường, trong khi đầu ra kỹ thuật số thực hiện các hành động điều khiển. Nhiều“lỗi chương trình"Thực chất đó là các tín hiệu số bị lỗi.

3. Tín hiệu đếm xung

Tín hiệu xung là các tín hiệu chuyển mạch tuần tự được sử dụng để đếm, đo tốc độ và định vị. Bộ mã hóa sử dụng xung để tính toán tốc độ động cơ. PWM (điều chế độ rộng xung) điều khiển động cơ, bộ gia nhiệt và đèn chiếu sáng. Tín hiệu xung yêu cầu khả năng chống nhiễu tốt và độ nhạy cao.-Mô-đun tốc độ.

4. Tín hiệu khóa liên động công tắc

Tín hiệu chuyển mạch là các tín hiệu rời rạc dùng cho các ứng dụng an toàn và khóa liên động: công tắc giới hạn, nút dừng khẩn cấp, công tắc áp suất và công tắc mức. Chúng kích hoạt logic bảo vệ như tắt máy khi quá áp hoặc cửa mở.

5. Tín hiệu giao tiếp trên xe buýt

Tín hiệu bus cho phép trao đổi dữ liệu giữa nhiều thiết bị. Các giao thức truyền thông công nghiệp phổ biến bao gồm Modbus, Profibus, DeviceNet và Ethernet công nghiệp như Profinet và EtherNet/IP. Hệ thống bus giảm thiểu dây dẫn, cải thiện khả năng mở rộng và hỗ trợ chẩn đoán phong phú trong các hệ thống điều khiển tự động hóa quy mô lớn.

6. Tín hiệu phát hiện quang điện

Cảm biến quang điện cung cấp thông tin phi tuyến tính.-Cảm biến tiếp xúc được sử dụng để định vị, đếm và phát hiện sự hiện diện. Chúng nhanh và linh hoạt nhưng nhạy cảm với bụi, dầu và phản xạ.

7. Tín hiệu giám sát không dây

Wi-Fi, Bluetooth, LoRa và NB-IoT hỗ trợ giám sát từ xa không cần dây dẫn. Chúng được sử dụng rộng rãi trong việc nâng cấp hệ thống, tại các địa điểm xa xôi và các dự án có chi phí thấp.-Thu thập dữ liệu tần số nhưng không được khuyến nghị sử dụng cho các thiết bị khóa an toàn.

8. Chuyển đổi và xử lý tín hiệu

Hầu hết quá trình truyền tín hiệu của các thiết bị đo hiện trường đều cần xử lý: cách ly, lọc, khuếch đại và chuyển đổi.

ADC: Chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số để xử lý tín hiệu PLC.

DAC: Chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự cho đèn điện tử và mạch điều khiển.

9. Những kiến ​​thức cơ bản về khắc phục sự cố

Tín hiệu tương tự: Kiểm tra phạm vi, nối đất, che chắn, nhiễu.

Kỹ thuật số: Kiểm tra các tiếp điểm, điện áp, cực chung

Xung: Kiểm tra tần số, cáp, tốc độ phản hồi

Xe buýt: Kiểm tra giao thức, địa chỉ, trạng thái liên lạc

Quang điện: Kiểm tra việc lắp đặt, sự nhiễm bẩn, sự phản xạ

Kết nối không dây: Kiểm tra môi trường, khoảng cách và độ ổn định.

Phần kết luận

Tín hiệu là“ngôn ngữ"Về hệ thống điều khiển tự động hóa. Hiểu biết về các loại tín hiệu công nghiệp, tiêu chuẩn tín hiệu tương tự 4-20mA, xử lý tín hiệu PLC, truyền tín hiệu thiết bị hiện trường và các giao thức truyền thông công nghiệp là điều cần thiết để vận hành ổn định, đáng tin cậy và hiệu quả tại chỗ.

Nắm vững tín hiệu là nền tảng của kỹ sư tự động hóa chuyên nghiệp.