TÍN HIỆU ANALOG LÀ GÌ
Tín hiệu Analog ngày nay được sử dụng tương đối phổ biến trong điều khiển, lập trình vi xử lý, lập trình PLC…Trong công nghiệp, tín hiệu Analog thường xuất hiện ở các dạng cảm biến như cảm biến Analog đo khoảng cách, cảm biến Analog đo mức, cảm biến Analog đo áp suất…Hoặc dùng tín hiệu Analog để điều khiển thiết bị chấp hành như Analog điều khiển biến tần.
Vậy tín hiệu Analog là gì? Mời các bạn cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
Tín hiệu Analog
Tín hiệu Analog là gì?
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.
Tín hiệu Analog là gì?
Ngoài tín hiệu Analog ra thì các bạn cũng từng nghe thấy một loại tín hiệu nữa là tín hiệu Digital (hay tín hiệu số). Để hiểu rõ hơn về đặc điểm của mỗi loại tín hiệu, các bạn có thể đọc thêm chi tiết tại bài viết so sánh tín hiệu Analog và tín hiệu Digital.
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 tín hiệu 4~20mA và tín hiệu 0~10VDC
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 dễ 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.
Kết luận: 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.
Xử lý tín hiệu Analog bằng PLC
Các tín hiệu Analog như đã đề cập xuất hiện rất nhiều trong thực tế. Nhưng để xử lý tín hiệu này vào các bộ điều khiển thì buộc phải có khâu chuyển đổi Analog về tín hiệu Digital (ADC) bởi các bộ xử lý, bộ điều khiển PLC xử dụng Digital để xử lý.
Do vậy muốn lập trình PLC xử lý tín hiệu Analog thì cần phải có khâu chuyển đổi tín hiệu này thành tín hiệu Digital. Mà trong kỹ thuật lập trình điều khiển PLC đã xây dựng sẵn các Module AD này cho phép xử lý.
Có thể bạn quan tâm:
Analog là gì? So sánh tín hiệu Analog và Digital
Phân biệt tín hiệu Analog và Digital Chính Xác Nhất
LIÊN HỆ NGAY VỚI CHÚNG TÔI ĐỂ ĐƯỢC TƯ VẤN HỖ TRỢ
TRUNG TÂM TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP PLCTECH
Hà Nội: Số 11 Ngõ 2E Dịch Vọng – Cầu Giấy
HCM: 97 Đường Số 3 – Hiệp Bình Phước – TP. Thủ Đức
SĐT/Zalo: 0987 635 127
Website: https://plctech.com.vn/
Fanpage: https://www.facebook.com/PLCTechHN
Email: plctech.daotao@gmail.com
