ورودی‌های PLC آنالوگ سیگنال‌های پیوسته از دستگاه‌های ورودی میدانی به CPU PLC از طریق ماژول‌های ورودی آنالوگ هستند. آنها با سیگنال های ولتاژ یا جریان مشخص می شوند که محدوده مقادیر آنها بسیار بیشتر از 1 یا 0 است. برای مثال، سیگنال های ورودی آنالوگ دریافت شده توسط PLC می توانند سیگنال های 12 بیتی یا 13 بیتی باشند. بنابراین، یک ورودی PLC آنالوگ زمانی وجود دارد که مقادیر متغیر جریان یا ولتاژ دریافت شده از حسگر ورودی میدان با یک اعشار شناور مطابقت داشته باشد. برای بررسی ورودی PLC آنالوگ مطالعه نمایید.
ولتاژ و بررسی ورودی PLC آنالوگ
برای بررسی ورودی PLC آنالوگ به طور کلی، ماژول های ورودی آنالوگ در سیستم های کنترل PLC سیگنال های جریان و ولتاژ را از دستگاه های ورودی میدان در محدوده های استاندارد 0-20 میلی آمپر (میلی آمپر)، 4-20 میلی آمپر، 1-5 VDC (ولت DC)، 0-10 VDC اندازه گیری می کنند. و غیره به ترتیب. بنابراین، یک دستگاه ورودی میدان آنالوگ متصل سیگنال‌های ولتاژ یا جریان را به ماژول ورودی آنالوگ با هر مقدار متناوب در محدوده‌های شدید مشخص شده ارائه می‌کند.
توجه: سیگنال های ولتاژ و جریان رایج ترین انواع سیگنال های ورودی PLC آنالوگ هستند، اما همچنان می توانید انواع دیگر سیگنال های آنالوگ را به عنوان ورودی به PLC اعمال کنید. ورودی های آنالوگ حالت ولتاژ در PLC ها به طور گسترده در سنجش فشار، سنجش دما، سنجش درخشندگی و سنجش فاصله استفاده می شود. در حالی که ورودی‌های PLC آنالوگ حالت جریان معمولاً در برنامه‌هایی استفاده می‌شوند که نیاز به انتقال سیگنال از راه دور دارند.
نمونه هایی از دستگاه های ورودی فیلد آنالوگ در PLC ها
در ادامه به بررسی نمونه های بررسی ورودی PLC آنالوگ خواهیم پرداخت.
الف) سنسورهای ترموکوپل
برای بررسی ورودی PLC آنالوگ ترموکوپل نوعی سنسور است که برای تشخیص تغییرات دما استفاده می شود. این شامل دو سیم فلزی غیرمشابه (به نام سیم ترموس) است که در یک انتها به هم متصل می شوند تا یک اتصال گرم از جایی که دما اندازه گیری می شود تشکیل دهند. در حالی که انتهای آزاد دو سیم غیرمشابه، اتصال سرد را تشکیل می‌دهند که دمای مرجع را برای اندازه‌گیری ترموکوپل در محل اتصال داغ فراهم می‌کند.
گرم کردن یا خنک کردن محل اتصال داغ یک ولتاژ ترموالکتریک ایجاد می کند که با اندازه گیری دمای ترموکوپل مرتبط است. سیگنال های ولتاژ ترموالکتریک تولید شده معمولاً سیگنال های آنالوگ کوچکی هستند که فقط در محدوده میلی ولت (mV) قابل اندازه گیری هستند. بنابراین، اگر ترموکوپل به درستی پیکربندی شود، می تواند اندازه گیری دما را در محدوده وسیعی از مقادیر ارائه دهد.
با توجه به تطبیق پذیری آنها به عنوان سنسور دما، ترموکوپل ها معمولاً در طیف گسترده ای از کاربردها از لوازم خانگی و لوازم معمولی گرفته تا مصارف صنعتی استفاده می شوند. سنسورهای ترموکوپل که به عنوان دستگاه های ورودی میدان در سیستم های کنترل PLC استفاده می شوند، دستگاه های قوی هستند که با خطی بودن و دقت بهبود یافته و همچنین زمان پاسخ سریع تر مشخص می شوند.
آنها همچنین شامل سیم‌های قمقمه از آلیاژهای فلزی ویژه توسعه‌یافته هستند که توانایی آنها را برای اندازه‌گیری محدوده‌های دمایی وسیع‌تر افزایش می‌دهد. به عنوان مثال، متوجه خواهید شد که برخی از ترموکوپل‌های مورد استفاده در PLCها می‌توانند دمای عملیاتی بسیار بالا تا 2912℉ (1600℃-گرمای سفید) را برای کاربردهای صنعتی خاص اندازه‌گیری کنند.
ب) آشکارسازهای دمای مقاومتی (RTD)
برای بررسی ورودی PLC آنالوگ RTD ها دستگاه های سنجش دما غیرفعال هستند که مقادیر مقاومت آنها بر اساس تغییرات دما تغییر می کند. آنها به جریان خارجی برای تحریک نیاز دارند و خروجی های خود را تولید نمی کنند. بنابراین آنها با دستگاه های الکترونیکی خارجی استفاده می شوند که می توانند مقاومت RTD را با اجازه دادن مقدار کمی جریان الکتریکی از طریق عنصر مقاومتی RTD اندازه گیری کنند.
جریان الکتریکی که از عنصر مقاومتی RTD عبور می کند یک مقدار مقاومت ایجاد می کند که توسط دستگاه الکترونیکی خارجی اندازه گیری می شود. سپس دستگاه اندازه‌گیری، مقادیر مقاومت به‌دست‌آمده را با دمای خود، با توجه به ویژگی‌های مقاومت عنصر مقاومتی RTD در حال استفاده، مرتبط می‌کند.
RTD ها آشکارسازهای دما هستند زیرا خطی ترین رابطه را بین تغییرات دمای یک دستگاه خارجی و سیگنال مقاومت آنها نشان می دهند. به این معنی که اگر دمای دستگاه الکترونیکی افزایش یابد، مقاومت سنسور RTD نیز به همین ترتیب افزایش می یابد. آنها همچنین در مقایسه با سنسورهای ترموکوپل پایدارتر، قوی تر و دقیق تر هستند.
توجه: RTD ها مستعد گرم شدن خود هستند زیرا به جریان تحریک از دستگاه های الکترونیکی خارجی نیاز دارند. بنابراین، مقدار جریان تحریک اعمال شده به عناصر مقاومتی RTD به کمتر از 1 میلی آمپر تا 5 میلی آمپر (میلی آمپر) محدود می شود، تا از خطر گرم شدن خود جلوگیری شود.
ج) سنسورهای جابجایی
برای بررسی ورودی PLC آنالوگ سنسورهای جابجایی به سنسورهای موقعیت نیز گفته می شود. آنها فاصله بین یک نقطه مرجع خاص و مکان یک شی مورد نظر را اندازه گیری می کنند. بنابراین، آنها بدون شک دستگاه های ورودی میدان آنالوگ هستند که طیفی از مقادیر جابجایی را به ماژول های ورودی PLC آنالوگ ارائه می دهند. آنها اغلب در فرآیندهای ساخت صنعتی که نیاز به دقت بالاتری دارند استفاده می شوند.
سنسورهای جابجایی رایج عبارتند از:
پتانسیومترهای دوار و خطی: این دو پتانسیومتر از قانون اهم برای نشان دادن تغییرات در جابجایی اجسام هدف استفاده می کنند. در این راستا، هر گونه تغییر در ولتاژ خروجی آنها نشان دهنده تغییرات فاصله شی هدف است. پتانسیومترهای چرخشی در سیستم‌های PLC فاصله زاویه‌ای را اندازه‌گیری می‌کنند، بنابراین زمانی که اجسام هدف حرکت چرخشی (دایره‌ای) از خود نشان می‌دهند از آنها استفاده می‌شود. در حالی که از پتانسیومترهای خطی برای اندازه گیری فاصله اجسامی که در امتداد یک خط مستقیم جابجا می شوند استفاده می شود.
ترانسفورماتور دیفرانسیل متغیر خطی: LVDT نوعی مبدل الکترومکانیکی یا بهتر بگوییم ترانسفورماتور الکتریکی است که برای اندازه گیری جابجایی خطی یک جسم مورد نظر استفاده می شود. این امر با تبدیل حرکت مستقیم یک جسم هدف به صورت مکانیکی به یک سیگنال الکتریکی مربوطه به دست می‌آید. LVTD ها در سیستم های کنترل شده با PLC استفاده می شوند که نیاز به ولتاژ AC ثابت برای نمایش تغییرات در فاصله در امتداد یک خط مستقیم دارند.
بیشتر بدانید: خطای ارتباط PLC چیست؟
