اتصال ترانسمیتر دما به کنترلر یا PLC یکی از مراحل بسیار مهم در راهاندازی و مانیتورینگ دقیق سیستمهای کنترل صنعتی است، زیرا در هر فرآیند کنترلی، سیگنال اندازهگیریشده از سوی سنسور دما (مانند RTD یا ترموکوپل) ابتدا به ترانسمیتر دما ارسال میشود تا به سیگنال استانداردی مانند ۴–۲۰ میلیآمپر یا ۰–۱۰ ولت تبدیل گردد و سپس به کنترلر یا PLC منتقل شود. در صورتی که این اتصال بهصورت اصولی انجام نشود، سیگنال دما بهدرستی تفسیر نخواهد شد و در نتیجه عملکرد کل سیستم کنترل حرارتی دچار خطا و ناپایداری میشود. بنابراین، در این مقاله بهصورت گامبهگام و کاملاً فنی، نحوه صحیح سیمکشی و اتصال ترانسمیتر دما به کنترلر و PLC، انواع روشهای اتصال، نکات ایمنی و خطاهای رایج بررسی میشود.
آشنایی با ساختار و عملکرد ترانسمیتر دما
ترانسمیتر دما وسیلهای الکترونیکی است که سیگنال خام سنسور دما را به یک سیگنال استاندارد و قابلدرک برای کنترلر یا PLC تبدیل میکند. بهعنوان مثال، اگر از یک سنسور PT100 استفاده شود، مقاومت آن متناسب با دما تغییر میکند، اما چون PLC نمیتواند مستقیماً مقدار مقاومت را بخواند، ترانسمیتر با دریافت این مقاومت، آن را به سیگنال جریان ۴ تا ۲۰ میلیآمپر تبدیل میکند تا کنترلر یا PLC بتواند آن را با دقت و پایداری بالا بخواند.
ترانسمیترها معمولاً در دو نوع دو سیمه (۲-wire) و چهار سیمه (۴-wire) عرضه میشوند. در نوع دو سیمه، تغذیه و سیگنال خروجی هر دو از یک جفت سیم عبور میکنند و در نتیجه نصب سادهتری دارد. در نوع چهار سیمه، دو سیم مخصوص تغذیه و دو سیم مخصوص سیگنال خروجی هستند که برای محیطهای دارای نویز بالا یا دقتهای بالا مناسبتر است.
بررسی سیگنالهای خروجی ترانسمیتر دما
پیش از اتصال ترانسمیتر به کنترلر یا PLC، لازم است نوع سیگنال خروجی آن بهدرستی شناسایی شود. خروجی ترانسمیترها معمولاً یکی از سه نوع زیر است:
- خروجی جریان (۴–۲۰ میلیآمپر):
پرکاربردترین نوع سیگنال در صنایع فرایندی است زیرا در برابر نویز مقاوم بوده و افت ولتاژ در مسیر طولانی کم است. - خروجی ولتاژ (۰–۱۰ ولت یا ۱–۵ ولت):
در فواصل کوتاه یا سیستمهای کنترلی کوچک بهکار میرود. - خروجی دیجیتال (مانند HART یا Modbus):
در سیستمهای پیشرفته، علاوه بر ارسال مقدار دما، امکان انتقال دادههای تنظیمی یا وضعیت دستگاه نیز فراهم میشود.
نوع سیگنال خروجی باید با ورودی کنترلر یا PLC سازگار باشد. برای مثال، اگر PLC تنها ورودی آنالوگ جریان دارد، ترانسمیتر باید خروجی ۴–۲۰ میلیآمپر تولید کند.
نحوه سیمکشی ترانسمیتر دما به کنترلر
فرآیند سیمکشی باید بر اساس استانداردهای صنعتی و نقشه فنی دستگاه انجام گیرد. مراحل کلی به شرح زیر است:
۱. اتصال تغذیه (Power Supply):
ابتدا باید ولتاژ تغذیه مورد نیاز ترانسمیتر را بررسی کنید (معمولاً ۲۴ ولت DC). سیم مثبت منبع تغذیه به پایه مثبت ترانسمیتر و سیم منفی به پایه منفی متصل میشود. در مدلهای دو سیمه، همین دو سیم برای انتقال سیگنال نیز استفاده میشوند.
۲. اتصال سیگنال خروجی به ورودی PLC:
خروجی ۴–۲۰ میلیآمپر ترانسمیتر به ورودی آنالوگ PLC متصل میشود. در این حالت، پایه مثبت خروجی ترانسمیتر به پایه مثبت ورودی PLC و پایه منفی به پایه منفی آن وصل میگردد.
۳. تنظیم ورودی آنالوگ در PLC یا کنترلر:
در نرمافزار PLC باید نوع ورودی (current input) انتخاب شود و محدوده آن (۴–۲۰ میلیآمپر) تعریف گردد تا PLC بتواند مقادیر دما را بهصورت عددی (مثلاً ۰ تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد) تفسیر کند.
۴. بررسی پلاریته و اتصالات زمین:
در هنگام نصب، باید از درست بودن پلاریته سیمها (مثبت و منفی) اطمینان حاصل کرد و اتصال زمین بهصورت اصولی انجام شود تا نویزهای الکترومغناطیسی یا نوسانات ولتاژی باعث ایجاد خطا در اندازهگیری نشوند.
خواندن این مقاله را از دست ندهید: کنترلر دما چیست و چگونه کارایی دستگاهها را بهبود میدهد؟
نحوه اتصال به کنترلر دما
در سیستمهایی که از کنترلر دما بهصورت مجزا استفاده میشود (نه PLC)، اتصال مشابه است اما معمولاً کنترلرها مستقیماً برای سیگنالهای ۴–۲۰ میلیآمپر طراحی شدهاند. کافی است پایههای ورودی کنترلر که با عبارت IN+ و IN– مشخص شدهاند به خروجی ترانسمیتر متصل شوند. در برخی کنترلرها لازم است در منوی تنظیمات نوع ورودی (Input Type) را روی گزینه Current (4–20 mA) یا Voltage (0–10 V) تنظیم کنید.
نکات مهم در نصب و کاهش نویز
- از کابلهای شیلددار مخصوص سیگنال استفاده کنید تا نویزهای محیطی اثر کمتری داشته باشند.
- شیلد کابل فقط از یک سمت (معمولاً سمت کنترلر) به زمین متصل شود.
- در مسیر طولانی، از ترمینالهای واسطه و تغذیه پایدار استفاده کنید.
- از عبور کابل سیگنال در کنار کابلهای قدرت یا موتور جلوگیری کنید.
- در صورت وجود چندین ترانسمیتر، هر سیگنال باید به ورودی مجزای PLC متصل شود.
تست و عیبیابی اتصال
پس از نصب، باید عملکرد سیستم را بررسی کنید. برای این کار میتوانید با یک مولتیمتر دیجیتال جریان خروجی ترانسمیتر را اندازهگیری کنید. در دمای حداقل باید حدود ۴ میلیآمپر و در دمای حداکثر ۲۰ میلیآمپر مشاهده شود. در صورت مشاهده اختلاف، ممکن است اشتباه در پلاریته، قطع بودن کابل، نویز الکتریکی یا تنظیم اشتباه محدوده در PLC وجود داشته باشد.
کاربردهای صنعتی اتصال ترانسمیتر دما
اتصال ترانسمیتر دما به PLC یا کنترلر در صنایع زیر اهمیت فراوانی دارد:
- سیستمهای کنترل دمای دیگ بخار و بویلر
- خطوط تولید شیمیایی و پتروشیمی
- صنایع غذایی و دارویی برای کنترل دقیق حرارت پخت
- کورهها، کالیبراسیون تجهیزات و اتوماسیون خطوط بستهبندی
در این سیستمها، دقت بالا و پایداری در اندازهگیری دما به عملکرد صحیح فرآیند وابسته است، و نصب درست ترانسمیتر نقش کلیدی در این موضوع دارد.
اتصال صحیح ترانسمیتر دما به کنترلر یا PLC نیازمند درک دقیق از نوع سیگنال خروجی، پلاریته، نوع ورودی کنترلر و رعایت اصول سیمکشی و زمینکردن است. در صورتی که این مراحل بهصورت اصولی انجام شوند، سیستم کنترلی با دقت، پایداری و ایمنی بالا کار خواهد کرد و دادههای واقعی دما بدون نویز یا خطا به کنترلر منتقل میشوند.
سوالات متداول
۱. آیا میتوان چند ترانسمیتر دما را به یک ورودی PLC متصل کرد؟
خیر، هر ترانسمیتر باید به یک ورودی آنالوگ مجزا متصل شود تا سیگنالها تداخلی نداشته باشند.
۲. در چه شرایطی بهتر است از خروجی ولتاژی بهجای جریانی استفاده کنیم؟
در فواصل کوتاه (زیر ۲ متر) یا سیستمهای کوچک با تعداد ورودی محدود میتوان از خروجی ولتاژی استفاده کرد.
۳. آیا نیاز به منبع تغذیه مجزا برای ترانسمیتر دما هست؟
بله، معمولاً ترانسمیترها به تغذیه ۲۴ ولت DC نیاز دارند که میتواند از یک منبع مشترک تغذیه شود.
۴. اگر PLC دما را اشتباه نشان دهد، مشکل از کجاست؟
احتمال دارد سیمکشی اشتباه باشد، یا نوع سیگنال ورودی در تنظیمات PLC بهدرستی تعریف نشده باشد.
مشاوره قبل از خرید
برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید محصولات میتوانید با شماره تلفنهای زیر تماس بگیرید: