Podczas automatyzacji różnych procesów roboczych w celu wysokiej jakości kontroli złożonych mechanizmów i jednostek, użytkownicy muszą regularnie zajmować się naprawą ważnych parametrów. Najczęściej są to wahania temperatury, częstotliwość obrotów mechanizmu, natężenie przepływu gazu lub innej cieczy, ciśnienie, natężenie prądu. W niektórych branżach eksperci muszą dokładnie znać informacje o położeniu części różnych części. W tym przypadku na ratunek przychodzi czujnik analogowy, który różni się od wszystkich innych wieloma zaletami.
Opis
Wielofunkcyjne czujniki analogowe są szeroko stosowane w dużych systemach do ciągłego pomiaru i regulacji różnych wskaźników. Podstawową zasadą działania takich jednostek jest to, że gdy zmieniają się ważne parametry, następuje odpowiednia zmiana w sygnale wyjściowym.
Czujnik analogowy to uniwersalny element wyposażenia pomiarowego, regulacyjnego, przetwarzającego i sterującego. Zasada użytkowaniaTo urządzenie wyróżnia się dostępnością i prostotą. Przychodzące sygnały analogowe są koniecznie konwertowane przed dotarciem do komputera.
Aby uzyskać wysokiej jakości transmisję danych, użytkownik musi wyeliminować określone problemy spowodowane oporem elektrycznym. Z różnych powodów sygnał może być zaszumiony z powodu niepożądanych połączeń o charakterze rezystancyjnym, pojemnościowym lub indukcyjnym.
Charakterystyka
Czujnik analogowy wytwarza specjalny sygnał, który jest podawany na wejście urządzenia przetwarzającego. Najczęściej jest to port komputerowy. Większość czujników przetwornikowych stosowanych w klasycznych układach sterowania generuje sygnał analogowy. Najczęściej specjaliści używają urządzenia do rozwiązywania następujących zadań:
- Parametry ruchu.
- Właściwości magnetyczne i elektryczne.
- Moment, siła, ciśnienie.
- Wydatki.
- Temperatura.
- Aktywność typu chemicznego i biochemicznego.
- Poziom napełnienia zbiornika.
- Stężenie (ciecze, gazy, substancje zawieszone i rozpuszczone).
Metoda połączenia
Napięcie uzyskane za pomocą czujnika analogowego jest łatwo przekształcane na wymaganą postać cyfrową, która idealnie nadaje się do wprowadzenia do sterownika. W tym celu producenci przewidzieli obecność specjalnych jednostek ADC. Aktualne dane cyfrowe w sterowniku uniwersalnym są przesyłanesposób równoległy lub szeregowy. Wszystko zależy od konkretnego schematu przełączania.
Siłowniki uniwersalne lub sam komputer są podłączone do sterownika analogowego czujnika ciśnienia. W dolnej części urządzenia widać klasyczny gwint łączący, który jest odpowiedni dla rurociągu. Pod małą czarną osłoną ukryto złącze do podłączenia linii komunikacyjnej ze sterownikiem. Do uszczelniania należy stosować trwałe podkładki z wyżarzonej miedzi.
Aplikacja
W dzisiejszych czasach poszukiwany analogowy czujnik temperatury jest aktywnie wykorzystywany w systemach automatyki. Głównym celem takiego agregatu jest uzyskanie informacji o różnych wielkościach fizycznych. Wszystkie dane są odbierane w czasie rzeczywistym. Stosowana jest wysokiej jakości konwersja wielkości fizycznej na potężny sygnał elektryczny, który jest idealny do transmisji przez istniejące linie komunikacyjne do wstępnie zainstalowanego sterownika. Wszystkie otrzymane informacje podlegają przetwarzaniu.
Najczęściej czujniki analogowe są instalowane w dużej odległości od komputera, dlatego takie jednostki są często nazywane urządzeniami polowymi. Termin ten można znaleźć w literaturze technicznej. Aby prawidłowo podłączyć czujnik analogowy, użytkownik musi mieć świadomość, że urządzenie składa się z kilku głównych części. Podstawowym elementem jest czujnik. To właśnie ten produkt odpowiada za zamianę mierzonej wartości na sygnał elektryczny. Wszystkie dalsze działania są wykonywane przez schemat Wheatstone.
Nowe modele
W sprzedaży są dziś zupełnie nowe produkty, które działają w oparciu o protokół HART. Używane wejście analogowe urządzenia jest bardzo poszukiwane. Sygnał mieści się w zakresie od 4 do 20 A.
Komunikację protokołów o dużej szybkości można uzyskać na dwa główne sposoby. Pierwsza opcja jest uważana za klasyczną, ponieważ tylko dwie jednostki mogą wymieniać informacje za pośrednictwem niezawodnej linii dwuprzewodowej. Ta opcja jest szczególnie istotna, gdy czujniki są wstępnie skonfigurowane.
W drugim przypadku do linii dwuprzewodowej można jednocześnie podłączyć 14 urządzeń. Ostateczna kwota zawsze zależy od parametrów linii oraz mocy zainstalowanego zasilacza.
Parametry wyjściowe
Ten parametr jest zawsze dokładnie badany przez ekspertów. Najczęściej zależność napięcia wyjściowego jest wprost proporcjonalna do wartości badanej przez użytkownika. Na przykład im wyższe ciśnienie w rurze, tym większy prąd na wyjściu czujnika. W niektórych przypadkach używane jest połączenie odwrotne. Duża wartość napięcia wyjściowego koniecznie odpowiada minimalnemu wskaźnikowi mierzonych parametrów na wyjściu czujnika. Ostateczny wynik w dużej mierze zależy od zastosowanego kontrolera.
Warto zauważyć, że niektóre czujniki korzystnie wypadają w porównaniu z obecnością przełączania z sygnału bezpośredniego na odwrotny. Najbardziej niezawodną opcją jest sytuacja, gdy zakres wyjściowy mieści się w zakresie od 4 do 20 mA. Wynikająca z tego odporność na zakłócenia jest dość wysoka. Jeśli dolna granicapokazuje 4 mA, to linia komunikacyjna nie jest uszkodzona. Eksperci aktywnie korzystają z przetwornika pomiarowego zaprojektowanego do pracy z poziomami napięć.
Oczywiście sam czujnik nie wystarczy. Najczęściej użytkownicy muszą znać odczyty ciśnienia i temperatury. Liczba ważnych punktów w dużym przedsiębiorstwie może sięgać kilkudziesięciu. Dlatego potrzebnych jest również wiele czujników.
Jeśli sterownik został zainstalowany w metalowej szafce, zaleca się podłączenie oplotów ekranujących do punktu uziemienia szafy. Długość linii łączących może sięgać kilku kilometrów. Do obliczeń lepiej jest używać specjalistycznych formuł.
