اتصال ترانسمیتر به PLC یکی از مراحل حیاتی در راه‌اندازی سیستم‌های کنترل صنعتی است که دقت و عملکرد صحیح فرایندهای اتوماسیون را تضمین می‌کند. این فرآیند نیاز به دقت بالا دارد تا داده‌های اندازه‌گیری شده توسط ترانسمیتر به درستی به PLC ارسال شده و در برنامه کنترلی مورد استفاده قرار گیرد. در این راهنما، مراحل دقیق و جامع اتصال ترانسمیتر به PLC را بررسی می‌کنیم.
شناسایی و انتخاب نوع سیگنال خروجی ترانسمیتر
اولین گام در فرآیند اتصال ترانسمیتر به PLC، شناسایی دقیق نوع سیگنال خروجی ترانسمیتر است. این سیگنال‌ها می‌توانند به‌صورت آنالوگ (جریان یا ولتاژ)، دیجیتال (پروتکل‌های صنعتی) یا پالس باشند که هرکدام دارای ویژگی‌ها، کاربردها و محدودیت‌های خاص خود هستند.
۱. سیگنال آنالوگ ۴-۲۰ میلی‌آمپر
یکی از رایج‌ترین سیگنال‌ها در سیستم‌های صنعتی، سیگنال ۴-۲۰ میلی‌آمپر است. این سیگنال معمولاً برای اندازه‌گیری متغیرهای فیزیکی مانند فشار، دما، سطح، یا جریان استفاده می‌شود. مزایای اصلی این نوع سیگنال شامل:
- مقاومت بالا در برابر نویز: یکی از مزایای بزرگ این نوع سیگنال، مقاومت آن در برابر نویزهای الکتریکی و افت سیگنال است که می‌تواند در مسافت‌های طولانی بدون تداخل منتقل شود.
- ساده بودن و قابلیت اطمینان بالا: اتصال آن بسیار ساده و کم هزینه است و در سیستم‌های کنترل صنعتی گسترده استفاده می‌شود.
- محدوده ۴-۲۰ میلی‌آمپر: این محدوده معمولاً برای اندازه‌گیری پارامترهای فیزیکی مورد نظر به‌طور مستقیم استفاده می‌شود.
در این نوع اتصال، ۴ میلی‌آمپر معمولاً نشان‌دهنده حداقل مقدار اندازه‌گیری (مثلاً صفر) و ۲۰ میلی‌آمپر نشان‌دهنده حداکثر مقدار اندازه‌گیری است.
۲. سیگنال ولتاژی (۰-۱۰ ولت, ۱-۵ ولت)
ترانسمیترهایی که سیگنال‌های ولتاژی تولید می‌کنند، معمولاً برای سیستم‌های با فاصله‌های کوتاه‌تر یا زمانی که نیاز به دقت بیشتری در اندازه‌گیری باشد، استفاده می‌شوند. این نوع سیگنال‌ها ممکن است در محدوده‌های ۰-۱۰ ولت یا ۱-۵ ولت باشند و ویژگی‌های زیر را دارند:
- دقت بالا در اندازه‌گیری مقادیر مانند سطح، دما و فشار.
- نسبت به سیگنال‌های ۴-۲۰ میلی‌آمپر حساس‌تر به نویز هستند و باید در محیط‌های کنترل‌شده استفاده شوند.
۳. سیگنال دیجیتال (Modbus RTU, HART, Profibus)
در بسیاری از سیستم‌ها، به‌ویژه در اتوماسیون صنعتی پیچیده‌تر، از پروتکل‌های دیجیتال برای انتقال داده‌ها استفاده می‌شود. این سیگنال‌ها می‌توانند از پروتکل‌های Modbus RTU، HART، یا Profibus برای ارسال داده‌های دقیق و اطلاعات اضافی استفاده کنند.
- Modbus RTU: یک پروتکل سریال است که به‌ویژه در سیستم‌های صنعتی برای ارتباط بین دستگاه‌ها (مانند PLC و ترانسمیتر) به‌کار می‌رود.
- HART: پروتکلی برای ارتباط داده‌ها و کالیبراسیون از راه دور که در ترانسمیترهای فشار و دما کاربرد دارد.
- Profibus: پروتکلی که معمولاً در سیستم‌های پیچیده‌تر و زمان‌های real-time استفاده می‌شود.
این پروتکل‌ها داده‌های بیشتری را نسبت به سیگنال‌های آنالوگ منتقل می‌کنند و همچنین امکان کالیبراسیون از راه دور و تنظیمات پیشرفته را فراهم می‌آورند.
۴. سیگنال پالس (PNP, NPN)
در برخی سیستم‌ها مانند فلو مترها و انکودرها، خروجی ترانسمیتر به‌صورت پالس دیجیتال (سیگنال پالس) ارسال می‌شود. این سیگنال‌ها معمولاً برای اندازه‌گیری تعداد تغییرات یا سرعت استفاده می‌شوند و دارای ویژگی‌های زیر هستند:
- شمارش دقیق پالس‌ها: این نوع سیگنال‌ها برای شمارش تغییرات (مانند تعداد جریان‌ها یا حرکت‌ها) استفاده می‌شوند.
- دو نوع ورودی دیجیتال: برای این نوع سیگنال‌ها، می‌توان از ورودی‌های PNP یا NPN در PLC استفاده کرد.
ما در این مقاله در رابطه با PLC (کنترل کننده منطقی برنامه پذبر)و انواع PLC صحبت کرده ایم.
تطبیق ورودی‌های PLC با سیگنال ترانسمیتر
در PLCها، ورودی‌ها می‌توانند آنالوگ یا دیجیتال باشند. بنابراین، برای اینکه سیگنال‌های دریافتی از ترانسمیتر به‌درستی پردازش شوند، باید نوع ورودی‌های PLC با نوع سیگنال دریافتی تطبیق داده شود.
۱. ورودی‌های آنالوگ PLC
ورودی‌های آنالوگ در PLC معمولاً برای دریافت سیگنال‌های جریان (۴-۲۰ میلی‌آمپر) یا ولتاژ (۰-۱۰ ولت) طراحی شده‌اند. این ورودی‌ها باید به‌طور صحیح مقیاس‌بندی شده و در نرم‌افزار PLC پیکربندی شوند.
- پیکربندی سیگنال‌های جریان: معمولاً به‌صورت ۴-۲۰ میلی‌آمپر (برای سیستم‌های ۲ سیمه یا ۳ سیمه) انجام می‌شود. در این حالت باید به نحوه مقیاس‌گذاری سیگنال‌ها دقت کرد تا اطلاعات صحیح به سیستم منتقل شود.
- پیکربندی سیگنال‌های ولتاژی: معمولاً در ورودی‌های آنالوگ، ولتاژ از ۰ تا ۱۰ ولت برای اندازه‌گیری تغییرات استفاده می‌شود و مشابه ورودی‌های جریان باید به‌دقت کالیبره شود.
۲. ورودی‌های دیجیتال PLC
در ورودی‌های دیجیتال، معمولاً برای دریافت پالس‌ها یا سیگنال‌های ON/OFF استفاده می‌شود. این ورودی‌ها یا به‌صورت PNP یا NPN هستند که به‌ترتیب برای ترانسمیترهای با سیگنال مثبت یا منفی کاربرد دارند.
۳. ورودی‌های سریال PLC (RS-485)
اگر ترانسمیتر از پروتکل‌های دیجیتال مانند Modbus RTU استفاده کند، باید از پورت RS-485 در PLC برای اتصال استفاده شود. این پورت برای انتقال داده‌های سریالی طراحی شده است و امکان برقراری ارتباط با چندین دستگاه را فراهم می‌آورد.
جهت آشنایی با انواع مولتی مترهای آنولوگ و دیجیتال کلیک کنید.
سیم‌بندی و اتصال فیزیکی ترانسمیتر به PLC
سیم‌کشی درست یکی از مهم‌ترین بخش‌های اتصال ترانسمیتر به PLC است. این سیم‌کشی‌ها باید به‌طور صحیح انجام شوند تا از بروز مشکلات در انتقال داده‌ها جلوگیری شود.
۱. سیم‌بندی ترانسمیتر ۴-۲۰ میلی‌آمپر (۲ سیمه)
در ترانسمیترهایی که خروجی جریان ۴-۲۰ میلی‌آمپر دارند، سیگنال و تغذیه از طریق یک حلقه مشترک منتقل می‌شود.
- اتصال ترمینال مثبت ترانسمیتر به منبع تغذیه ۲۴ ولت DC
- اتصال ترمینال منفی ترانسمیتر به ورودی آنالوگ PLC
- اتصال GND منبع تغذیه به GND PLC
۲. سیم‌بندی ترانسمیتر ولتاژی (۰-۱۰ ولت)
ترانسمیترهایی که سیگنال ولتاژی دارند، باید سیگنال را به ورودی آنالوگ PLC منتقل کنند.
- اتصال ترمینال خروجی ولتاژی ترانسمیتر به ورودی آنالوگ PLC
- اتصال GND ترانسمیتر به GND PLC
۳. سیم‌بندی ترانسمیتر دیجیتال (Modbus RTU)
در این نوع اتصال، از پورت RS-485 برای ارتباط دیجیتال استفاده می‌شود.
- اتصال ترمینال A ترانسمیتر به ترمینال A PLC
- اتصال ترمینال B ترانسمیتر به ترمینال B PLC
- اتصال GND ترانسمیتر به GND PLC
۴. سیم‌بندی ترانسمیتر پالس (PNP/NPN)
در این حالت، پالس‌ها به ورودی دیجیتال PLC ارسال می‌شوند و بسته به نوع سیگنال، سیم‌کشی متفاوت خواهد بود.
- اتصال ترمینال خروجی پالس ترانسمیتر به ورودی دیجیتال PLC
- اتصال GND ترانسمیتر به GND PLC
خواندن این مقاله را از دست ندهید:ترانسمیتر (TRANSMITTER) چیست و انواع آن کدامند؟
پیکربندی نرم‌افزاری PLC
پس از انجام سیم‌کشی فیزیکی، گام بعدی پیکربندی نرم‌افزاری PLC است تا مطمئن شویم که سیگنال‌های دریافتی از ترانسمیتر به‌درستی پردازش می‌شوند.
۱. تنظیم ورودی‌های آنالوگ
برای ورودی‌های آنالوگ، باید محدوده سیگنال‌ها را مقیاس‌گذاری کرده و آن‌ها را به واحد اندازه‌گیری واقعی تبدیل کنید. برای این کار، باید مقدار **سیگنال ۴ میلی‌آمپر** را به مقدار صفر و ۲۰ میلی‌آمپر را به حداکثر اندازه‌گیری تبدیل کنید.
۲. تنظیم ورودی‌های دیجیتال (پالس)
اگر سیگنال به‌صورت پالس دیجیتال است، باید از ورودی‌های شمارنده یا High-Speed Counter در PLC برای شمارش تعداد پالس‌ها استفاده کنید.
۳. کالیبراسیون و مقیاس‌گذاری
یکی از مهم‌ترین مراحل، کالیبراسیون و مقیاس‌گذاری سیگنال‌های ورودی است. با استفاده از اطلاعات کالیبراسیون ترانسمیتر و تنظیمات نرم‌افزاری، می‌توان سیگنال‌های خام را به مقادیر قابل‌فهم در سیستم تبدیل کرد.
لینک مفید:
- کالیبراسیون ترانسمیتر: نکات مهمی که باید بدانید
- تعمیر ترانسمیتر|تعمیر ترانسمیتر فشار| اصول عیب‌یابی و نگهداری
- نحوه اتصال سنسور فشار به PLC
- اتصال سنسور آنالوگ به plc چگونه انجام می شود؟
مشاوره قبل از خرید
برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید محصولات می‌توانید با شماره تلفن‌های زیر تماس بگیرید: