Bộ cách ly tín hiệu 4-20ma

Có nhiều người hỏi mình rằng có giải pháp nào để bảo vệ thiết bị trung tâm của họ hay không? Câu trả lời là có giải pháp bảo vệ. Sử dụng bộ cách ly tín hiệu là biện pháp bảo vệ thiết bị trung tâm không bị hư hại bởi các tác nhân bên ngoài. Việc này sẽ bảo vệ bộ các bộ điều khiển ở trung tâm của bạn. Khi có sự cố chỉ việc thay bộ cách ly tín hiệu khác và tiếp tục sử dụng.

Tại sao phải sử dụng bộ cách ly tín hiệu?

Câu trả lời đó chính là dùng bộ cách ly tín hiệu để bảo vệ bộ điều khiển khỏi các tác nhân bên ngoài. Lấy ví dụ khi có sự cố chập mạch xảy ra trên cảm biến. Khi không có bộ cách ly cả cảm biến lẫn bộ điều khiển của bạn điều chịu hư hại. Nếu có bộ cách ly tín hiệu chỉ có cảm biến và bộ cách ly hư hại thôi. Trung tâm điều khiển của bạn vẫn an toàn, tiếp tục hoạt động.

Lúc này bạn chỉ việc thay cảm biến và bộ cách ly là có thể sử dụng. Việc thay cảm biến và bộ cách ly tín hiệu sẽ nhanh hơn là bạn phải thay, bảo trì bộ điều khiển. Bộ điều khiển trung tâm chứa chương trình chạy toàn bộ nhà máy. Nếu hư hỏng đồng nghĩa với việc bạn phải đặt lại, lập trình lại từ đầu, rất tốn công và thời gian.

Vì thế việc sử dụng bộ cách ly tín hiệu là một biện pháp an toàn cho nhà máy cũng như là cho quá trình sản xuất.

Chống nhiễu tín hiệu như thế nào?

Ngoài việc cách ly tín hiệu, các bộ cách ly có tích hợp thêm khả năng chống nhiễu trên tín hiệu. Nhiễu trên tín hiệu có thể hiểu là khi hoạt động tín hiệu truyền về bị chênh lệch nhiều so với đo trực tiếp tại vị trí làm việc. Tại sao lại có hiện tượng như vậy?

Khi làm việc trong công nghiệp có rất nhiều thiết bị khác. Đặc biệt là các thiết bị có khả năng thay đổi tần số như là biến tần, động cơ,… Các thiết bị này phát ra tần số khác nhau vì vậy nó có thể cộng hưởng với tín hiệu hoặc làm sai lệch tín hiệu truyền về. Hiện tượng này còn được gọi là nhiễu sóng điện từ (EMI).

Việc đi dây tín hiệu qua các vị trí có biến tần, động cơ… mà không có biện pháp chống nhiễu sẽ làm sai lệch đi độ chính xác khi điều khiển. Vì thế chống nhiễu là một biện pháp không thể thiếu trong công nghiệp.

Bộ cách ly tín hiệu 4-20mA K109S

Bộ cách ly tín hiệu 4-20mA K109S có thiết kế nhỏ, phù hợp lắp ở nhiều vị trí khác nhau trong tủ điện. Nó không chiếm quá nhiều diện tích bên trong tủ điện. Nhưng nó có khả năng cách ly, chống nhiễu khá tốt, bảo vệ an toàn cho trung tâm điều khiển. Bộ cách ly này đảm bảo cho tủ điện ở trung tâm không quá rườm rà và phức tạp.

Thông số kĩ thuật

• Thương hiệu: Seneca – Italia
• Model: K109S
• Nguồn cấp: 19,2 … 30VDC
• Cách ly chống nhiễu: 1500VAC (3 chiều)
• Độ chính xác: 99,9%
• Cài đặt: DIP-SWITCH
• Cấp bảo vệ: IP20
• Đầu vào:
  • Dòng điện: 0-20mA, 20-0mA, 4-20mA, 20-4mA
  • Điện áp: 0-10V, 0-5V, 1-5V, 10-0V
• Đầu ra:
  • Điện áp: 0-10V, 0-5V, 1-5V, 10-0V
  • Dòng điện: 0-20mA, 20-0mA, 4-20mA, 20-4mA
• Lắp đặt: lắp đặt trên Din rail 35mm
• Cài đặt: Dip-Switch
• Kích thước: 6,2 x 93 x 102,5 mm
• Nhiệt độ hoạt động: -20 – 65 °C

Ưu điểm của bộ cách ly tín hiệu K109S

Bộ cách ly tín hiệu 4-20mA K109S có ưu điểm là nhỏ gọn có 6,2mm bề rộng. Vì vậy bộ cách ly không chiếm diện tích tủ điện của bạn.

Với 8 terminal có trên bộ cách ly thì nó có đầy đủ các chân kết nối như 4-20mA active, 4-20mA passive, nguồn,… Bộ K109S có độ chính xác cao lên đến 99,9%. Vì thế nó đưa gần như toàn bộ dữ liệu từ cảm biến về PLC sai lệch lúc này chỉ 0,1% rất nhỏ và không đáng quan tâm.

Khả năng cách ly của bộ K109S lên đến 1500VAC đảm bảo rằng không thể ảnh hưởng đến các thiết bị khác. Khả năng cách ly của bộ K109S là cách ly độc lập vì vậy khi có sự cố trên bộ cách ly thì chỉ hư tại đầu vào, hoặc đầu ra, hoặc nguồn cấp. Ví dụ khi input đầu vào xảy ra chập mạch thị Input bị hư và bộ cách ly K109S vẫn truyền tín hiệu về bình thường. Tín hiệu về sẽ không chính xác khi input bị hư nên cần kiểm tra lại.

Ngoài ra bộ cách ly tín hiệu K109S giống như một bộ chuyển đổi nếu các bạn cần chuyển đổi tín hiệu 4-20mA sang 0-10V và ngược lại.

Nhược điểm

Nhược điểm của bộ chuyển đổi này đó chính là không có quá nhiều cảm biến có thể đọc được. Bộ cách ly này chỉ có thể đọc được các loại cảm biến xuất tín hiệu điện áp 0-10V, hoặc tín  hiệu dòng điện 4-20mA. Đối với cảm biến nhiệt độ bạn phải thông qua một bộ chuyển đổi khách hoặc sử dụng bộ cách ly K121.

Đầu ra của thiết bị không có loại 4-20mA passive. Vì thế khi nối dây cho bộ cách ly cần để ý đến dây của dẫn kết nối.

Cách cài đặt

Trước khi đến vơi sơ đồ nối dây chúng ta hãy cài đặt cho bộ cách ly trước để tránh ảnh hưởng đến các mạch điện bên trong. Cài đặt bộ cách ly đầu tiên ta cài đặt input đầu vào. Để cài đặt input ta cần phải biết cảm biến của chúng ta sử dụng là cảm biến loại nào. Có nhiều loại như 4-20mA, 0-10V, 0-5V… Với từng loại bạn nên gạt Dip-Switch cho chính xác để có thể nhận cảm biến và hoạt động.

Cài đặt đầu vào ta gạt SW1 của bộ cách ly. Cài đặt đầu vào sẽ sử dụng 3 nút gạt đầu tiên trên SW1. Với dấu chấm là gạt Dip-Switch ở vị trí on (gạt lên), không có gì thì là Dip-Switch ở vị trí off (gạt xuống). Ví dụ mình sử dụng cảm biến 4-20mA thì Dip 1 sẽ on (gạt lên), Dip 2 và 3 mình sẽ off (gạt xuống). Dip-Switch số 5 là lọc nhiễu nếu bạn cần lọc hãy gạt Dip-Switch on (gạt lên). Các Dip-Switch còn lại các bạn để off (gạt xuống).

Khi đã cài đặt input rồi các bạn cài đặt Output. Cài đặt Output các bạn sử dụng đến SW2. Dip 1, 2 và 3 chính là Dip lựa chọn tín hiệu đầu ra. Tuy vào tín hiệu đầu ra mong muốn mà các bạn gạt Dip-Switch chính xác. Ví dụ mình cần đầu ra 4-20mA thì Dip 1 sẽ on (gạt lên), Dip 2 và 3 mình sẽ off (gạt xuống).

Sơ đồ nối dây

Khi đã cài đặt xong các bạn hãy nối dây cho bộ cách ly. Việc nối dây khá là đơn giản, nếu các bạn sử dụng cảm biến xuất tín hiệu Vôn thì chỉ việc nối vào chân số 3 và chân số 4. Còn nếu các bạn có cảm biến 4-20mA Passive thì các bạn nối theo sơ đồ sau:

Chân số 1 nối với chân nguồn của cảm biến. Chân số 2 nối với chân số 4. Chân số 3 nối với chân âm của cảm biến là có thể đọc được tín hiệu 4-20mA passive. Cuối cung cấp nguồn 24VDC vào chân số 7 và chân số 8 của bộ cách ly là có thể hoạt động được.

Bộ cách ly tín hiệu 0-10V K121

Bộ cách ly tín hiệu 0-10V K121 là phiên bản nâng cấp của bộ cách ly K109S. Nó cho phép bạn đọc nhiều cảm biến hơn. Ngoài ra nó còn cho phép bạn đọc cả giá trị phần % đến từ biến trở. Điều này khiển cho bộ cách ly K121 trở nên đa dụng hơn so với bộ K109S.

Thông số kĩ thuật

• Thương hiệu: Seneca – Italia
• Model: K121
• Nguồn nuôi: 7-30VDC (cấp cùng với đầu ra Loop Power)
• Cách ly chống nhiễu: 1500 VAC (nguồn/ đầu vào/ đầu ra)
• Cấp bảo vệ: IP20
• Độ chính xác: 99,9%
• Cài đặt: phần mềm (easy setup)
• Đầu vào:
  • Điện áp: 0-10V, 1-5v,…
  • Dòng điện: 0-20mA, 4-20mA…
  • RTD: pt100, Pt500, PT1000 3 dây, 4 dây,…
  • Can nhiệt: can J,K,R,S,T,E,B,N..
  • Biến trở: 500 Ω ..10kΩ
• Đầu ra: 4-20mA loop Power.
• Lắp đặt: lắp đặt trên Din Rail 35mm
• Kích thước: 6,2 x 93,1 x 102,5 mm
• Nhiệt độ hoạt động: -20..+60°C

Ưu điểm của bộ cách ly tín hiệu K121

Bộ cách ly tín hiệu K121 là phiên bản nâng cấp của bộ K109S. Nó cho phép đọc nhiều cảm biến hơn. Bộ cách ly K121 giống như một bộ chuyển đổi tín hiệu, cho phép chuyển đổi tín hiệu từ nhiều loại cảm biến sang 4-20mA Loop Power.

Ngoài ra bộ K121 rất dễ sử dụng và kết nối. Nó sẽ xuất đầu ra như cảm biến 4-20mA 2 dây. Một dây nguồn và một dây tín hiệu vì thế khi kết nối rất khó bị nhầm lẫn. Bộ K121 cũng có 8 terminal nhưng cho phép đọc được nhiều cảm biến như cảm biến nhiệt độ, cặp nhiệt độ, cảm biến 4-20mA, cảm biến 0-10V, biến trở… Như thể bộ K121 có tính đa dụng hơn so với bộ K109S.

Thiết kế của bộ K121 nhỏ gọn như bộ K109S. Cho nên nó sẽ không chiếm diện tích tủ điện của bạn nhiều.

Nhược điểm

Nhược điểm của bộ K121 đó chính là cảm nó không thể cài đặt bên ngoài bằng Dip-Switch như bộ K109S mà nó phải cài đặt bằng phần mềm. Để cài đặt được nó các bạn phải thông qua nhà cung cấp để có thể cài đặt.

Đối với bộ cách ly K121 phù hợp nhất khi sử dụng với các hệ thống chỉ cần cài đặt một lần. Vì nó sẽ không thể bị can thiệp bởi bất cứ tác nhân nào từ bên ngoài.

Nếu các bạn có bất kì thắc mắc nào về bộ cách ly tín hiệu. Vui lòng liên hệ với mình theo thông tin sau:

Liên Hệ

Kỹ Sư Cơ Điện Tử – Mr. Trọng

Zalo/Mobi: 0975 116 329

Mail: trongle@huphaco.vn