نحوه اتصال RTD به PLC یکی از مهم‌ترین مراحل در طراحی سیستم‌های کنترل دما در صنایع مختلف است. RTD یا حسگر مقاومتی دما (Resistance Temperature Detector) بر اساس تغییرات مقاومت الکتریکی نسبت به دما عمل می‌کند و برای ارائه مقادیر دقیق به PLC باید به روش صحیح سیم‌بندی و پیکربندی شود. عوامل متعددی مانند روش سیم‌بندی، نویزهای محیطی، نوع ماژول ورودی، جبران‌سازی خطاهای ناشی از کابل و کالیبراسیون در عملکرد دقیق RTD تأثیرگذار هستند. در این مقاله، تمامی جنبه‌های فنی اتصال RTD به PLC را بررسی کرده و نحوه اجرای صحیح این فرآیند را به تفصیل توضیح خواهیم داد.
ما در این مقاله در رابطه با سنسور دما مقاومتی یا RTD چیست؟ به طور جزئی صحبت کرده ایم.
1. انتخاب ماژول ورودی PLC برای اتصال RTD
1.بررسی انواع ماژول‌های ورودی PLC برای دریافت سیگنال RTD
از آنجایی که RTD یک حسگر مقاومتی است که مقدار مقاومت آن با تغییر دما تغییر می‌کند، PLC باید مجهز به ماژولی باشد که بتواند این تغییرات را دریافت کرده و آن را به مقدار دمایی معادل تبدیل کند. معمولاً PLCها دارای دو نوع ورودی برای اتصال به RTD هستند که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند:
- ورودی‌های مستقیم RTD: برخی از ماژول‌های PLC، مانند ماژول‌های مخصوص RTD در برندهای مختلفی مانند Siemens، Allen Bradley و Omron، به‌طور مستقیم امکان دریافت سیگنال مقاومتی را دارند. در این روش، PLC قادر است بدون نیاز به مبدل، مقدار مقاومت RTD را اندازه‌گیری کرده و دما را محاسبه کند.
- ورودی‌های آنالوگ جریان یا ولتاژ: در برخی PLCها، ماژول ورودی RTD وجود ندارد و فقط ماژول‌های ولتاژی (۰ تا ۱۰ ولت) یا جریانی (۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر) ارائه می‌شود. در این شرایط، باید از یک ترانسمیتر RTD به آنالوگ استفاده کرد که مقدار مقاومت RTD را به سیگنال استاندارد آنالوگ (مانند ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر) تبدیل کرده و به ورودی PLC ارسال کند.
در صورت تمایل به خرید سنسور RTD و آشنایی با نکات مهم در انتخاب سنسور RTD حتما روی این متن کلیک کنید.
2.مقایسه دقت و عملکرد ماژول‌های مختلف
در انتخاب ماژول PLC برای اتصال RTD، علاوه بر نوع ورودی، باید به دقت اندازه‌گیری و رزولوشن آن نیز توجه ویژه‌ای داشت. معمولاً ماژول‌هایی که مستقیماً مقدار مقاومت RTD را دریافت می‌کنند، دقت بالاتری نسبت به ماژول‌های جریانی یا ولتاژی دارند، زیرا در تبدیل سیگنال توسط مبدل‌های RTD به آنالوگ، مقداری خطا به اندازه‌گیری افزوده می‌شود. از طرف دیگر، در مسافت‌های طولانی، ارسال سیگنال آنالوگ ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر نسبت به ارسال مستقیم مقدار مقاومتی، مقاومت بیشتری در برابر نویزهای الکترومغناطیسی دارد.
جهت آشنایی با PLC و نحوه عملکرد آن کلیک کنید.
2. روش‌های سیم‌بندی RTD به PLC
1. انواع سیم‌بندی RTD و تأثیر آن در دقت اندازه‌گیری
سنسورهای RTD معمولاً در سه پیکربندی استاندارد سیم‌بندی ارائه می‌شوند که هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند و در اتصال به PLC باید با دقت انتخاب شوند:
- اتصال دو سیمه: در این روش، دو سیم به دو سر RTD متصل شده و مستقیماً به ماژول PLC یا مبدل ارسال می‌شود. این روش ساده‌ترین نوع اتصال است اما خطای اندازه‌گیری ناشی از مقاومت سیم‌ها را شامل می‌شود و برای اندازه‌گیری‌های دقیق توصیه نمی‌شود.ما در این مقاله به بررسی سنسور RTD دو سیمه و مشخصات آن بصورت جزئی پرداخته ایم.
- اتصال سه سیمه: در این روش، یک سیم اضافی به یکی از پایه‌های RTD متصل می‌شود و به PLC یا مبدل ارسال می‌گردد. این روش باعث می‌شود که PLC بتواند اثر مقاومت سیم‌ها را تا حد زیادی جبران کند و مقدار دما را با دقت بیشتری محاسبه نماید.
خواندن این مقاله را از دست ندهید:سنسور RTD سه سیمه چیست و چه کاربردی دارد؟
3. اتصال چهار سیمه: در این روش، دو سیم به هر یک از دو پایه RTD متصل می‌شود و PLC از طریق مدار پل وتستون داخلی خود، مقدار مقاومت را بدون تأثیر گرفتن از مقاومت سیم‌ها اندازه‌گیری می‌کند. این روش دقیق‌ترین روش اندازه‌گیری است و برای کاربردهای صنعتی حساس به دقت بالا، مانند صنایع دارویی و پتروشیمی، توصیه می‌شود.جهت آشنایی بیشتر با سنسور RTD چهار سیمه و نحوه عملکرد آن کلیک کنید.
2. نحوه اتصال RTD به ورودی آنالوگ PLC از طریق مبدل
در مواردی که PLC تنها دارای ورودی‌های آنالوگ ولتاژی یا جریانی باشد، باید از یک ترانسمیتر RTD به آنالوگ استفاده کرد. این ترانسمیتر مقدار مقاومت RTD را به یک سیگنال استاندارد قابل‌قبول برای PLC تبدیل می‌کند. در این حالت، اتصال به‌صورت زیر خواهد بود:
- اتصال RTD به ترانسمیتر
- اتصال خروجی ترانسمیتر (۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر یا ۰ تا ۱۰ ولت) به ورودی آنالوگ PLC
- تنظیم مقیاس ورودی در نرم‌افزار PLC برای تبدیل مقدار ولتاژ یا جریان به مقدار دما
مطالعه کنید:ترانسمیتر چیست؟ و انواع ترانسمیتر کدامند؟
3. ملاحظات نویزگیری و حفاظت سیگنال در اتصال RTD به PLC
1.استفاده از کابل‌های مناسب برای جلوگیری از نویز
از آنجایی که سیگنال‌های مقاومتی و ولتاژی در برابر نویزهای الکترومغناطیسی حساس هستند، استفاده از کابل‌های مناسب بسیار اهمیت دارد. کابل‌های Twisted Pair شیلددار می‌توانند نویز را کاهش داده و دقت اندازه‌گیری را بهبود ببخشند.
2. ارتینگ و جلوگیری از ایجاد حلقه زمین
برای جلوگیری از مشکلاتی مانند تداخل نویزهای صنعتی، توصیه می‌شود که شیلد کابل‌ها به‌درستی زمین شده و از ایجاد حلقه‌های زمین که ممکن است باعث نویز اضافی در سیستم شوند، جلوگیری شود.
3. فیلترگذاری نرم‌افزاری در PLC برای حذف نویزهای تصادفی
برخی از PLCها دارای قابلیت‌های فیلترگذاری نرم‌افزاری برای حذف نویزهای تصادفی از ورودی‌های آنالوگ هستند. استفاده از این قابلیت‌ها، به‌ویژه در محیط‌های صنعتی پرنویز، می‌تواند به افزایش دقت اندازه‌گیری کمک کند.
مشاوره قبل از خرید
برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید محصولات می‌توانید با شماره تلفن‌های زیر تماس بگیرید: