نحوه اتصال سنسور فشار به PLC

اتصال سنسور فشار به PLC (کنترلر منطقی قابل برنامه‌ریزی) یکی از مراحل کلیدی در فرآیندهای صنعتی است که به منظور اندازه‌گیری و کنترل فشار در سیستم‌های مختلف انجام می‌شود. این فرآیند معمولاً شامل اتصال سیگنال‌های آنالوگ یا دیجیتال سنسور فشار به ورودی‌های PLC و برنامه‌ریزی مناسب برای پردازش این سیگنال‌ها به منظور کنترل دقیق سیستم‌های مرتبط است.در این مقاله، نحوه اتصال سنسور فشار به PLC، روش‌های مختلف انتقال سیگنال، نکات فنی در انتخاب سنسور و مراحل اتصال بررسی می‌شود.

ما در این مقاله در رابطه با PLC (کنترل کننده منطقی برنامه پذبر)و انواع PLC صحبت کرده ایم.

انواع سنسورهای فشار و سیگنال‌های آن‌ها

قبل از اینکه به بررسی مراحل اتصال سنسور فشار به PLC بپردازیم، ضروری است که ابتدا با انواع سنسورهای فشار و سیگنال‌های خروجی آن‌ها آشنا شویم. این سنسورها می‌توانند سیگنال‌های آنالوگ یا دیجیتال تولید کنند که در انتخاب نحوه اتصال و نوع PLC مؤثر هستند. در ادامه، به انواع سنسورهای فشار و نحوه ارتباط آن‌ها با PLC پرداخته خواهد شد:

1. سنسورهای فشار آنالوگ: این نوع سنسورها معمولاً سیگنال‌های آنالوگ تولید می‌کنند که به صورت پیوسته تغییر می‌کنند. این سیگنال‌ها معمولاً در بازه‌های مختلفی مانند 4 تا 20 میلی‌آمپر (mA) یا 0 تا 10 ولت (V) قرار دارند. سیگنال‌های آنالوگ نسبت به سیگنال‌های دیجیتال از حساسیت بیشتری برخوردارند و می‌توانند تغییرات کوچک در فشار را به‌طور دقیق‌تر اندازه‌گیری کنند. در این نوع سنسورها، فشار اندازه‌گیری‌شده با تغییر جریان یا ولتاژ در یک مدار الکتریکی نشان داده می‌شود.
2. سنسورهای فشار دیجیتال: سنسورهای فشار دیجیتال معمولاً سیگنال‌های دیجیتال تولید می‌کنند که می‌توانند از طریق پروتکل‌های ارتباطی استاندارد صنعتی مانند Modbus RTU، Profibus، CANbus یا Ethernet به PLC منتقل شوند. این سنسورها معمولاً برای سیستم‌های پیچیده‌تر و نیازمند به داده‌های بیشتر و تحلیل‌های دقیق‌تر استفاده می‌شوند. این نوع سنسورها امکان ارسال داده‌ها در قالب‌های پیچیده‌تر را فراهم کرده و معمولاً به‌طور مستقیم با سیستم‌های کنترل دیجیتال یا کامپیوتری ارتباط برقرار می‌کنند.

سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال و نحوه انتخاب آن‌ها برای اتصال به PLC

در این بخش به بررسی انواع سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال که از سنسورهای فشار به PLC منتقل می‌شود، پرداخته می‌شود. همچنین در اینجا به نکات فنی برای انتخاب نوع سیگنال مناسب برای اتصال به PLC و روش‌های ارتباطی آن خواهیم پرداخت:

سیگنال آنالوگ (4-20mA یا 0-10V):

• سیگنال 4-20 میلی‌آمپر (mA):

• این سیگنال یکی از رایج‌ترین سیگنال‌های استفاده‌شده در سنسورهای فشار آنالوگ است که معمولاً در صنعت به‌عنوان استاندارد شناخته می‌شود. مزیت اصلی سیگنال 4-20mA در این است که جریان به‌طور مستقیم با فشار سنسور ارتباط دارد و در نتیجه، این سیگنال تحت تأثیر نویز کمتر قرار می‌گیرد. در این نوع سیگنال، مقدار 4 میلی‌آمپر نمایانگر فشار صفر و مقدار 20 میلی‌آمپر نمایانگر حداکثر فشار اندازه‌گیری‌شده است.

• سیگنال 0-10 ولت (V):

• این نوع سیگنال معمولاً برای سنسورهایی که نیاز به دقت بالاتر دارند، استفاده می‌شود. این سیگنال برای PLC‌هایی که ورودی‌های ولتاژ دارند، مناسب است. همچنین، این سیگنال نسبت به سیگنال 4-20mA از حساسیت کمتری به نویز برخوردار است، اما مزیت آن در دقت بیشتر است.

برای اتصال این سیگنال‌ها به PLC، نیاز است که PLC دارای ورودی‌های آنالوگ باشد که معمولاً این ورودی‌ها به‌طور خاص برای دریافت سیگنال‌های 4-20mA یا 0-10V طراحی شده‌اند. پس از دریافت سیگنال، PLC قادر است داده‌های فشار را پردازش کرده و از آن‌ها برای کنترل فرآیندها استفاده کند.

سیگنال دیجیتال (Modbus, Profibus, CANbus):

سنسورهای فشار دیجیتال، معمولاً از سیگنال‌های دیجیتال برای انتقال داده‌های دقیق‌تر و سریع‌تر استفاده می‌کنند. این سیگنال‌ها معمولاً از طریق پروتکل‌های صنعتی مانند Modbus RTU، Profibus یا CANbus به PLC منتقل می‌شوند. این پروتکل‌ها برای ارسال داده‌ها در سیستم‌های پیچیده و بزرگ با تعداد زیادی دستگاه یا سنسور به‌کار می‌روند و توانایی پردازش داده‌ها در زمان واقعی را دارند.

برای استفاده از سنسورهای دیجیتال با این پروتکل‌ها، باید PLC دارای پورت‌های مناسب مانند RS-485 برای Modbus یا Ethernet برای پروتکل‌های پیچیده‌تر باشد. پس از اتصال، PLC می‌تواند داده‌های دیجیتال را از سنسور فشار دریافت کرده و پردازش کند.

جهت آشنایی با انواع مولتی مترهای آنولوگ و دیجیتال کلیک کنید.

انتخاب PLC مناسب برای اتصال سنسور فشار

در انتخاب PLC مناسب برای اتصال به سنسور فشار، نکات مختلفی وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند. این نکات شامل انتخاب ورودی‌های مناسب برای دریافت سیگنال‌ها، پشتیبانی از پروتکل‌های ارتباطی و قابلیت پردازش داده‌ها هستند. در ادامه، نکات اصلی برای انتخاب PLC مناسب آورده شده است:

1. ورودی آنالوگ یا دیجیتال PLC: اولین و مهم‌ترین نکته برای انتخاب PLC، بررسی ورودی‌های آنالوگ یا دیجیتال آن است. اگر سنسور فشار آنالوگ است، PLC باید ورودی‌های آنالوگ داشته باشد که توانایی دریافت سیگنال‌های 4-20mA یا 0-10V را داشته باشند. اگر سنسور فشار دیجیتال است، PLC باید دارای پورت‌های ارتباطی مانند Modbus RTU، Profibus یا Ethernet باشد.
2. دقت و توان پردازش: دقت و توان پردازش PLC بسیار مهم است، زیرا سنسورهای فشار نیاز به دقت بالا در اندازه‌گیری و پردازش داده‌ها دارند. همچنین، PLC باید قادر به پردازش سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال با دقت و سرعت مناسب باشد. به‌خصوص در کاربردهایی که نیاز به پردازش داده‌ها به‌طور زمان واقعی دارند، دقت پردازش داده‌ها در PLC از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
3. پشتیبانی از پروتکل‌های صنعتی: در صورتی که از سنسور فشار دیجیتال استفاده می‌شود، باید از PLC‌ای استفاده شود که از پروتکل‌های صنعتی استاندارد مانند Modbus RTU، Profibus یا Ethernet پشتیبانی کند. این امر به شما این امکان را می‌دهد که سنسورهای فشار دیجیتال را به راحتی به PLC متصل کرده و داده‌های فشار را به‌صورت دقیق و سریع دریافت کنید.

نحوه اتصال سنسور فشار به PLC

در این بخش، مراحل دقیق اتصال سنسور فشار به PLC برای هر نوع سیگنال آنالوگ و دیجیتال به‌طور کامل توضیح داده خواهد شد:

1. اتصال سنسور فشار آنالوگ به PLC:
   • مرحله اول: اتصال سیم‌های سنسور به ورودی PLC: ابتدا باید سیم‌های خروجی سنسور فشار به ورودی‌های آنالوگ PLC متصل شوند. اگر سیگنال خروجی 4-20mA باشد، این سیگنال به ورودی آنالوگ 4-20mA PLC متصل می‌شود. اگر از سیگنال 0-10V استفاده می‌شود، باید این سیگنال به ورودی ولتاژ PLC وصل شود.
   • مرحله دوم: تأمین منبع تغذیه برای سنسور: در بسیاری از سنسورهای فشار آنالوگ، نیاز به تأمین انرژی خارجی است. معمولاً این سنسورها از ولتاژ 24VDC برای تأمین انرژی استفاده می‌کنند. پس از اطمینان از اتصال صحیح، تأمین برق مناسب برای سنسور ضروری است.
   • مرحله سوم: تنظیم ورودی PLC: پس از اتصال سنسور به PLC، باید ورودی آنالوگ PLC را به‌طور صحیح تنظیم کنید. این تنظیمات معمولاً از طریق نرم‌افزار برنامه‌نویسی PLC انجام می‌شود، جایی که باید ورودی‌های آنالوگ را برای خواندن سیگنال‌های 4-20mA یا 0-10V پیکربندی کنید.
2. اتصال سنسور فشار دیجیتال به PLC:
   • مرحله اول: انتخاب پروتکل ارتباطی: در ابتدا باید پروتکل ارتباطی مناسب برای سنسور فشار دیجیتال و PLC انتخاب شود. این پروتکل‌ها می‌توانند شامل Modbus RTU، Profibus یا Ethernet باشند. برای اتصال از پورت‌های RS-485 برای Modbus یا پورت‌های Ethernet برای پروتکل‌های پیچیده‌تر استفاده می‌شود.
   • مرحله دوم: تنظیم پورت‌های PLC: PLC باید پورت‌های ارتباطی خود را برای دریافت سیگنال دیجیتال از سنسور فشار تنظیم کند. این تنظیمات از طریق نرم‌افزار برنامه‌نویسی PLC انجام می‌شود.
   • مرحله سوم: برنامه‌نویسی PLC: در این مرحله باید PLC برای پردازش سیگنال‌های دیجیتال دریافتی از سنسور فشار برنامه‌ریزی شود. این برنامه‌ریزی معمولاً شامل تنظیمات خاص برای پردازش داده‌ها و کنترل فرآیندها است.

نکات فنی در انتخاب سنسور فشار و اتصال آن به PLC

1. محدوده فشار سنسور: سنسورهای فشار باید در محدوده فشار مورد نظر سیستم انتخاب شوند. سنسوری که در محدوده فشار نامناسب عمل کند، نتایج نادرستی ارائه خواهد داد و به سیستم آسیب خواهد رساند. بنابراین، انتخاب محدوده فشار مناسب برای سنسور ضروری است.
2. دقت و خطای سنسور: دقت سنسور فشار در اندازه‌گیری فشار اهمیت زیادی دارد. سنسورهای با دقت بالا می‌توانند تغییرات کوچک در فشار را به‌طور مؤثر شناسایی کنند. سنسورهایی که دقت پایین دارند، ممکن است باعث ارائه نتایج نادرست یا ناقص شوند که می‌تواند منجر به مشکلات جدی در کنترل فرآیندها شود.
3. کالیبراسیون سنسور: سنسورهای فشار باید به‌طور دوره‌ای کالیبره شوند تا از صحت عملکرد آن‌ها اطمینان حاصل شود. کالیبراسیون منظم باعث می‌شود که سنسور فشار همواره داده‌های دقیقی تولید کند و از اشتباهات در اندازه‌گیری جلوگیری شود.
4. جریان و ولتاژ مناسب برای ورودی PLC: اطمینان حاصل کنید که سیگنال خروجی سنسور فشار با ورودی‌های آنالوگ یا دیجیتال PLC سازگار است. این موضوع از آنجا اهمیت دارد که سیگنال‌های نادرست می‌توانند باعث عملکرد نامناسب PLC و از دست رفتن داده‌های حیاتی شوند.

مشاوره قبل از خرید

برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید محصولات می‌توانید با شماره تلفن‌های زیر تماس بگیرید: