Trong các hệ thống điều khiển tự động, cảm biến áp suất điện tử thường được kết nối với PLC để theo dõi áp suất chất lỏng hoặc chất khí. Tín hiệu từ cảm biến giúp bộ điều khiển xác định trạng thái vận hành và thực hiện những chức năng như điều khiển máy bơm, máy nén khí hoặc cảnh báo áp suất bất thường.
Tuy nhiên, nếu đấu nối sai nguồn điện, nhầm chân tín hiệu hoặc cấu hình không đúng, PLC có thể không nhận được giá trị đo.
Vậy làm thế nào để kết nối cảm biến áp suất với PLC đúng kỹ thuật?
Tìm hiểu nguyên lý kết nối cảm biến áp suất điện tử với PLC
Cảm biến áp suất điện tử hoạt động bằng cách chuyển đổi áp suất thành tín hiệu điện để truyền đến thiết bị nhận.
Trong hệ thống tự động hóa, PLC tiếp nhận tín hiệu thông qua module analog hoặc giao diện phù hợp với từng loại cảm biến.
Hai dạng tín hiệu analog thường gặp là 4–20mA và 0–10V.
Sau khi tiếp nhận, PLC thực hiện quy đổi tín hiệu thành giá trị áp suất tương ứng với dải đo của cảm biến.
Ví dụ, cảm biến dải đo 0–10 bar sử dụng tín hiệu 4–20mA sẽ cho giá trị danh định 12mA khi áp suất đạt 5 bar.
PLC có thể sử dụng giá trị này để hiển thị, lưu trữ, cảnh báo hoặc điều khiển thiết bị.
Chuẩn bị trước khi đấu nối cảm biến áp suất
Để thực hiện đấu nối, cần chuẩn bị đầy đủ thiết bị và dụng cụ cần thiết.
Các thành phần thường bao gồm:
- Cảm biến áp suất điện tử có tín hiệu phù hợp.
- PLC hoặc module analog tương thích.
- Bộ nguồn DC theo yêu cầu của cảm biến.
- Dây tín hiệu và phụ kiện đấu nối.
- Đồng hồ vạn năng hoặc thiết bị đo tín hiệu.
- Sơ đồ chân và tài liệu kỹ thuật của cảm biến.
Trước khi thực hiện, cần kiểm tra điện áp cấp nguồn, loại tín hiệu, số dây và đặc tính ngõ vào của module PLC.
Đặc biệt, phải ngắt nguồn, xác nhận mất điện và thực hiện quy trình an toàn trước khi thao tác với hệ thống điện.
Phân biệt cảm biến áp suất điện tử 2 dây và 3 dây
Cảm biến áp suất 2 dây
Cảm biến áp suất 2 dây thường sử dụng tín hiệu dòng điện 4–20mA.
Hai dây kết nối được sử dụng đồng thời để cấp nguồn và truyền tín hiệu trong cùng một mạch vòng dòng điện.
Khi cảm biến đo được áp suất, dòng điện trong mạch sẽ thay đổi tương ứng.
Ưu điểm của cấu hình này là giảm số lượng dây đấu nối và phù hợp với nhiều hệ thống điều khiển công nghiệp.
Tuy nhiên, cần xác định ngõ vào PLC là loại chủ động hay thụ động để thiết kế mạch cấp nguồn chính xác.
Cảm biến áp suất 3 dây
Loại 3 dây thường sử dụng một dây nguồn dương, một dây nguồn âm và một dây tín hiệu.
Tín hiệu đầu ra có thể là 0–10V hoặc một loại tín hiệu khác, tùy thiết kế.
Việc đấu nối phải được thực hiện theo sơ đồ chân của nhà sản xuất.
Không nên tự xác định chân tín hiệu chỉ dựa vào màu dây vì màu sắc và cấu hình có thể khác nhau giữa các model.
>>> Xem thêm: Những Lỗi Thường Gặp Ở Cảm Biến Áp Suất Điện Tử Và Cách Khắc Phục
Các bước đấu nối cảm biến áp suất điện tử với PLC
Bước 1: Xác định tín hiệu đầu ra
Đầu tiên, kiểm tra tem thông số hoặc catalogue của cảm biến.
Cần xác định rõ dải đo, tín hiệu đầu ra, điện áp cấp và kiểu đấu dây.
Nếu cảm biến sử dụng tín hiệu 4–20mA, PLC phải có ngõ vào dòng điện phù hợp.
Nếu sử dụng tín hiệu 0–10V, cần kiểm tra khả năng nhận tín hiệu điện áp của module.
Bước 2: Kiểm tra nguồn cấp
Nhiều cảm biến áp suất công nghiệp sử dụng nguồn DC, nhưng giá trị điện áp cho phép phụ thuộc vào từng model.
Cần sử dụng nguồn đáp ứng thông số được nhà sản xuất công bố.
Đối với cảm biến hai dây, cần kiểm tra nguồn cấp và tổng điện trở tải để đảm bảo mạch vòng hoạt động đúng.
Bước 3: Thực hiện đấu dây
Kết nối cảm biến với nguồn và ngõ vào analog PLC theo sơ đồ chính thức.
Với hệ thống sử dụng cáp dài, nên lựa chọn dây tín hiệu phù hợp và bố trí tránh xa dây nguồn công suất lớn.
Trong môi trường nhiều nhiễu, việc sử dụng cáp có lớp chống nhiễu và tiếp địa đúng kỹ thuật sẽ giúp ổn định tín hiệu.
Bước 4: Cấu hình PLC
Sau khi đấu nối, cần thiết lập thông số module analog theo loại tín hiệu cảm biến.
PLC phải được cấu hình để chuyển đổi giá trị tín hiệu thành đơn vị áp suất mong muốn.
Ví dụ, đối với cảm biến dải 0–10 bar và tín hiệu 4–20mA, cần cấu hình quy đổi 4mA tương ứng 0 bar và 20mA tương ứng 10 bar.
Giá trị trung gian được tính theo quan hệ tuyến tính nếu cảm biến có đặc tính tuyến tính.
Bước 5: Kiểm tra vận hành
Sau khi hoàn thành, tiến hành cấp nguồn theo quy trình an toàn và kiểm tra trạng thái hoạt động.
Sử dụng đồng hồ đo tín hiệu hoặc thiết bị chuyên dụng để kiểm tra ngõ ra cảm biến.
Đồng thời, so sánh giá trị PLC nhận được với áp suất thực tế từ thiết bị tham chiếu phù hợp.
Nếu có sai lệch, cần kiểm tra cách cấu hình tín hiệu và điều kiện đo trước khi kết luận cảm biến hư hỏng.
Những lỗi thường gặp khi đấu nối cảm biến áp suất
PLC không nhận tín hiệu
Nguyên nhân có thể do mất nguồn, sai cực tính, đứt dây hoặc chọn nhầm loại ngõ vào analog.
Cần kiểm tra lần lượt nguồn cấp, kết nối và cấu hình module.
Giá trị áp suất hiển thị không chính xác
Lỗi có thể xuất phát từ việc quy đổi tín hiệu sai dải đo.
Ví dụ, sử dụng cảm biến 0–16 bar nhưng lập trình PLC theo dải 0–10 bar sẽ khiến giá trị hiển thị không đúng.
Tín hiệu áp suất dao động
Nếu tín hiệu thay đổi bất thường, cần kiểm tra nhiễu điện từ, chất lượng dây dẫn và trạng thái kết nối.
Ngoài ra, không nên loại trừ khả năng áp suất thực tế đang dao động do hoạt động của máy bơm hoặc máy nén khí.
Những lưu ý quan trọng khi sử dụng cảm biến với PLC
Để hệ thống vận hành ổn định, cần kiểm tra định kỳ nguồn điện, kết nối tín hiệu và tình trạng của cảm biến.
Ngoài ra, nên sử dụng những giải pháp lọc tín hiệu thích hợp trong chương trình PLC nếu ứng dụng yêu cầu.
Tuy nhiên, không nên lọc quá mức vì có thể làm chậm khả năng nhận biết những thay đổi áp suất quan trọng.
Đối với hệ thống có yêu cầu an toàn cao, cần bố trí chức năng bảo vệ độc lập phù hợp; không nên chỉ phụ thuộc vào một cảm biến và chương trình PLC thông thường.
Địa chỉ mua cảm biến áp suất điện tử
Để đảm bảo khả năng tích hợp, người dùng nên lựa chọn cảm biến áp suất điện tử có tín hiệu phù hợp với hệ thống điều khiển.
Thiết Bị Cảm Biến THP cung cấp nhiều dòng cảm biến đo áp suất công nghiệp và hỗ trợ tư vấn thông số, lựa chọn thiết bị phục vụ giám sát áp suất bằng PLC. Liên hệ để được tư vấn cảm biến áp suất điện tử tương thích với PLC và nhận báo giá theo yêu cầu.
