Trong ngành công nghiệp điện tử nói chung và lập trình vi điều khiển nói riêng, ta thường hay bắt gặp các loại tín hiệu như: Analog hay Digital. Vậy làm thế nào để có thể hiểu những tín hiệu ấy là gì. Hôm nay BKAII sẽ giúp bạn trả lời phần nào câu hỏi trên qua bài viết về tín hiệu Analog nhé.

Khái niệm về tín hiệu analog:

  • Tín hiệu Analog là tín hiệu liên tục, đồ thị biểu diễn tín hiệu analog là một đường liên tục(ví dụ sin,cos,hoặc đường cong lên xuống bất kỳ). Analog có nghĩa là tương tự, tức là tín hiệu sẽ tương tự về bản chất, nhưng sẽ khác nhau về cường độ tín hiệu lúc sau so với lúc trước.
  • Hiện nay, hầu hết các hệ thống máy móc trong công nghiệp tự động đều có sử dụng tín hiệu Analog để thuận tiện hơn trong quá trình điều khiển. Dạng tín hiệu này được sử dụng rộng rãi để thay thế cho những dạng tín hiệu như: nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, trọng lượng….
  • Có 2 loại dạng tín hiệu Analog là tín hiệu dòng như: 0 – 20 mA, 4 – 20mA và tín hiệu áp như: 0 – 5V, 0 – 10V, -5 – 5V… Trong đó, 2 tín hiệu được sử dụng trong công nghiệp nhiều và phổ biến nhất hiện nay là 4 – 20 mA và 0 – 10V.

So sánh giữa 2 tín hiệu 4~20 mA, 0~10 Vdc:

                

  • Tín hiệu dòng 4-20mA chúng ta thấy giá trị Min bắt đầu của tín hiệu là 4mA và giá trị kết thúc của tín hiệu là 20mA. Một cảm biến áp suất có dãy đo 0-100bar có tín hiệu về là 4-20mA hay một cảm biến nhiệt độ có dãy dãy đo 0-100 oC hay cảm biến nhiệt độ có dãy đo 0-1000 oC qua bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ cũng chỉ đưa tín hiệu về 4-20mA . Điều này cho chúng ta thấy gần như tất cả các tín hiệu đều đưa về tín hiệu chuẩn 4-20mA.
  • Giả sử cảm biến áp suất có dãy đo 0-100 bar tương ứng với tín hiệu 4-20mA thì giá trị 4mA tương ứng với áp suất bằng không (0), tại giá trị 100bar sẽ đưa về tín hiệu 20mA . Trong trường hợp cảm biến bị hư hỏng giá trị đưa về sẽ là 3.8mA (theo mặc định một số cảm biến) hoặc khi áp suất vượt ngưỡng sẽ cho ra tín hiệu 23mA (theo quy định của một số hãng lớn trên thế giới).Trường hợp bị mất nguồn tín hiệu đưa về 0mA chúng ta xác định rõ đây là bị ngắn mạch (đứt cable hoặc mất nguồn). Trong trường hợp này nếu chúng ta dùng cảm biến áp suất có tín hiệu 0-10V thì khi cảm biến bị hư hỏng hay bị ngắn mạch thì tín hiệu đưa về đều là 0V. Việc chuẩn đoán bị ngắn mạch hay cảm biến bị hư hỏng là một điều khó khăn và tốn thời gian hơn rất nhiều. Chúng ta rất dể nhầm lẫn giữa cảm biến bị hư hỏng và cảm biến đang hoạt động nhưng có giá trị là không (0). Điều này rất nguy hiểm trong việc điều khiển tự động hóa.
  • Tín hiệu áp 0-10V bị suy giảm tín hiệu và dể bị nhiễu. Các tín hiệu analog từ các cảm biến đưa về có thể cách xa tủ điều khiển trung tâm từ 100m đến 1km là chuyện rất bình thường. Trước kia các cảm biến dùng tín hiệu analog 0-10V để truyền về PLC, với khoảng cách xa như vậy việc sụt áp tín hiệu là điều thường thấy trên các tín hiệu Analog dòng 0-10V. Một điều ít ai biết nữa chính là tín hiệu dòng 0-10V rất dể bị nhiễu bởi các dây động lực hoặc sóng hài hoặc motor hay biến tần khi dây tín hiệu đi ngang qua các thiết bị này.
  • Tín hiệu dòng 4-20mA ít bị suy giảm bởi khoảng cách. Nguồn dòng hay nguồn cấp dòng hoặc tiêu thụ dòng là nguồn có tổng trở rất lớn. Chính vì thế mà tín hiệu analog dòng 4-20mA ít bị ảnh hưởng bởi điện trở của dây ngoại trừ tổng trở của dây dẩn quá lớn vượt qua ngưỡng cho phép. Các tín hiệu làm nhiễu như biến tần, sóng hài, motor phát ra từ trường thường là xung điện áp. Chính vì thế với nguồn tín hiệu là nguồn dòng và tải tín hiệu lại có điện trở nhỏ, các xung nhiễu điện áp gần như ít bị ảnh hưởng.

=> Với những so sánh như vậy, đã đủ làm rõ cho ta thấy rằng, hầu hết trong thực tế có hơn 80% đều sử dụng tín hiệu dòng 4 – 20mA thay cho những tín hiệu analog khác.

Hi vọng với những kiến thức trên sẽ giúp ích được cho công việc cũng như việc học tập nghiên cứu của các bạn. Cần thêm thông tin gì các bạn có thể liên hệ BKAII nhé.

Xem thêm:

"BKAII - Thiết bị truyền thông TỐT nhất với giá CẠNH TRANH nhất!"

Bài viết mới cập nhật...

 
 

Số lượng người đang truy cập...

Đang có 1103 khách và không thành viên đang online