Przetwornik pomiarowy – rodzaje i łączenie ze sterownikami FLC

Przetwornik pomiarowy – rodzaje i podłączenie do sterowników FLC

Pomiary wielkości elektrycznych, na przykład prądu elektrycznego, jak i tych nieelektrycznych, na przykład temperatury otoczenia, pozwalają na dokonanie odczytu ich wartości, a także podjęcie określonych decyzji – w sposób „ręczny” lub automatyczny. Do wykonywania takich pomiarów konieczne jest użycie przetworników pomiarowych, które mierzoną wielkość zamieniają na proporcjonalny sygnał elektryczny w postaci napięcia lub prądu elektrycznego. Aby móc w pełni korzystać z tych funkcjonalności, niezbędne jest podłączenie wyjścia przetwornika pomiarowego do urządzenia nadrzędnego. Urządzeniami nadrzędnymi, które mogą współpracować z przetwornikami sygnałów pomiarowych, są między innymi programowalne sterowniki FLC. Jak to zintegrować?

Niniejszy artykuł dotyczy analogowych przetworników pomiarowych od firmy F&F oraz ich integracji z programowalnymi sterownikami logicznymi FLC tej samej marki.

 Rodzaje przetworników pomiarowych F&F

Przetworniki pomiarowe spod znaku F&F można podzielić na przetworniki klasyczne oraz przetworniki interfejsowe.

Klasyczne przetworniki pomiarowe

Klasyczne przetworniki pomiarowe są wyposażone w wejścia umożliwiające podłączenie zewnętrznych czujników pomiarowych (na przykład czujników parametrów warunków środowiskowych: temperatury, wilgotności etc.) oraz wyjścia sygnału pomiarowego.

W przypadku analogowych przetworników pomiarowych sygnałem wyjściowym jest napięcie lub prąd elektryczny, które mogą zmieniać się w sposób ciągły, proporcjonalnie do sygnału wejściowego (temperatury, prądu, napięcia itd.). Zgodnie z obowiązującymi standardami przemysłowymi, sygnał napięciowy na wyjściu przetwornika może zawierać się w przedziale od 0 V do 10 V, a w przypadku przetworników z pętlą prądową sygnał prądowy obejmuje zakres od 4 mA do 20 mA. Sygnał na wyjściu przetwornika może zostać następnie dostarczony dalej, do kolejnego elementu przynależącego do układów pomiarowych i sterujących, na przykład do programowalnego sterownika logicznego FLC (FLC18-ETH-12DI-6R). Konstrukcja zacisków wejściowych i wyjściowych tego sterownika obejmuje między innymi 8 wejść analogowych typu napięciowego (“I1” - “I8”), przy czym wejścia “I7” i “I8” mogą być skonfigurowane jako wejścia prądowe.

Przeczytaj też: W jaki sposób programować logiczne sterowniki FLC >>

Interfejsowe przetworniki pomiarowe

W odróżnieniu od klasycznych przetworników pomiarowych, które na wyjściu dostarczają sygnał analogowy, przetworniki interfejsowe posiadają dodatkowo wbudowany moduł przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC), który zamienia sygnał analogowy na reprezentację cyfrową, czytelną dla cyfrowych interfejsów komunikacyjnych MODBUS RTU, wykorzystującego port RS-485.

Proces konwersji sygnału analogowego na postać cyfrową w przetworniku ADC polega na próbkowaniu, to jest cyklicznym pomiarze napięcia wejściowego w równych odstępach czasowych, i porównywaniu tego napięcia względem wzorca w postaci stałego napięcia odniesienia. W kolejnym etapie przetwarzania przechowana wartość napięcia jest poddawana kwantyzacji, czyli podzieleniu ciągłego sygnału na skończoną ilość wartości, które następnie w procesie kodowania są zamieniane na postać binarną, całkowicie zrozumiałą dla cyfrowego układu sterowania. Dokładność zmierzonego sygnału jest tym wyższa, im wyższa jest częstotliwość próbkowania i rozdzielczość bitowa przetwornika ADC. Wsparcie dla komunikacji poprzez protokół MODBUS RTU zapewniają także sterowniki programowalne FLC, takie jak na przykład FLC18-ETH-12DI-6R firmy F&F.

Fot. Programowalny sterownik logiczny (model FLC18-ETH-12DI-6R) może współpracować z przetwornikami pomiarowymi z wyjściami zarówno prądowymi jak i napięciowymi.

Podsumowanie

Wykorzystując przetworniki pomiarowe oraz możliwość ich integracji ze sterownikami FLC, można zbudować zaawansowany centralny system wykonujący pomiary w czasie rzeczywistym. Na podstawie tych pomiarów sterownik, pod który podlegają przetworniki pomiarowe, może „wydać określoną decyzję” w reakcji na osiągnięcie odpowiednio ustawionego progu wielkości zadanej z wyjścia przetwornika pomiarowego – na przykład załączenie ogrzewania na skutek (w momencie) spadku temperatury w pomieszczeniu poniżej poziomu 20°C. Układy tego typu mają szerokie zastosowanie między innymi w przemyśle.

***

Aby poznać więcej szczegółów dotyczących integracji przetworników pomiarowych ze sterownikami programowalnymi FLC od F&F, skontaktuj się z nami, chętnie odpowiemy na Twoje pytania.