آموزش
نحوه اتصال سنسور PT100 | ساده ترین روش های اتصال PLC
آبان
سنسور PT100 یکی از پرکاربردترین ابزارهای اندازه گیری دما است که به دلیل پایداری دراز مدت، دقت بالا در اندازه گیری و مقاومت در برابر ارتعاشات و نویز، توانسته در سیستم های اتوماسیون صنعتی، جایگاه ویژه ای کسب نماید. نکته قابل توجه این است که این سنسورها به تنهایی قابل استفاده نیستند و جهت پردازش و دریافت اطلاعات آن، میبایست به واحد کنترل قابل برنامه ریزی یا همان PLC متصل شود.
نحوه اتصال سنسور PT100 بسیار دارای اهمیت است و نیازمند آشنایی با مبانی الکتریکی PLC و نوع ورودی ها و نحوه سیم کشی درست، می باشد. اندازه گیری و کنترل دما در اغلب فرایندهای صنعتی بسیار دارای اهمیت است. از کنترل حرارت در دیگ های بخار و کوره ها گرفته تا یخچال های صنعتی و سیستم های تهویه، دانستن دمای دقیق، یکی از ملزومات اساسی میباشد. در این مقاله قصد داریم نحوه اتصال PT100 به PLC را شرح دهیم و نکات لازم در این زمینه را بررسی نماییم.
اصول و پیش نیازهای اتصال سنسور PT100
- آشنایی با ساختار و عملکرد PT100: سنسور PT100 از انواع RTD است. یعنی تغییرات دما را بر اساس تغییر مقاومت الکتریکی اندازه گیری میکند. با افزایش یافتن دما، مقاومت پلاتین، که عنصر اصلی این سنسور میباشد، به صورت تقریباً خطی افزایش پیدا میکند. PLC بر اساس این تغییر مقاومت، دمای مورد نظر را محاسبه میکند.
- انواع سیم کشی PT100: سنسورهای PT100 اغلب در انواع دو سیمه، سه سیمه و چهار سیمه ساخته میشوند. قبل از اتصال PT100 به PLC میبایست نوع سنسور و قابلیت پشتیبانی ماژول PLC را بررسی نمود.
- بررسی ورودی PLC: همه PLC ها قابلیت اتصال مستقیم به سنسور PT100 را به صورت پیش فرض ندارند. در صورت نداشتن ماژول RTD مخصوص، میبایست برای تبدیل خروجی این سنسور به سیگنال قابل قرائت برای PLC، از ترانسمیتر دما استفاده کرد.
- کابل کشی و ملاحظات نویز: از آنجا که سنسور PT100 سیگنال های نسبتا ضعیفی ارسال میکند، به منظور کاهش نویز، باید از کابل های شیلد دار استفاده نمود که از یک سمت به زمین متصل شده باشد.
نحوه اتصال PT100 به PLC به زبان ساده
حالت اول در نحوه اتصال سنسور PT100 به ویژه نحوه اتصال PT100 به لوگو، استفاده از ماژول RTD است. اگر PLC دارای ورودی سنسور RTD باشد، به راحتی میتوان، سنسور را مستقیماً به آن وصل نمود. ابتدا باید نوع سیم کشی را مشخص کرد. سپس طبق ماژول RTD، سیم ها را به ترمینال های مربوطه وصل نمود. سپس در نرم افزار پی ال سی نوع سنسور و نوع اتصال آن را انتخاب میکنیم. در نهایت پس از اجرای برنامه، میزان دما را میتوان در ورودی آنالوگ مربوطه مشاهده نمود.
حالت دوم نحوه اتصال PT100 به PLC، استفاده از ترانسمیتر است. در این روش سنسور به ترانسمیتر وصل میگردد. سپس خروجی ترانسمیتر به ورودی آنالوگ PLC اتصال مییابد. در نرم افزار PLC ورودی آنالوگ میبایست به صورت سیگنال ولتاژ یا جریان تنظیم گردد. سیگنال خروجی ترانسمیتر معمولا در بازه ۰ تا ۱۰ ولت یا ۴ تا ۲۰ میلی آمپر میباشد. در نهایت با دستور Scaling در برنامه، محدوده ۴ تا ۲۰ میلی آمپر، به بازه دمایی تبدیل خواهد شد.
نحوه اتصال سنسور PT100 سه سیمه چگونه است؟
سنسور PT100 سه سیمه، به دلیل دقت بالای و قیمت مناسب، در پروژه های صنعتی مختلف بسیار پرکاربرد است. لذا در این قسمت می خواهیم نحوه اتصال سنسور PT100 سه سیمه را بررسی نماییم. در این نوع حسگر، المنتی از جنس پلاتین وجود دارد که دو سیم از یک طرف آن خارج شده است و از سمت دیگر یک سیم خارج میشود. این طراحی به منظور جبران خطای مقاومت سیم ها در نظر گرفته شده است. مراحل اتصال این نوع سنسور به شرح زیر میباشد.
- • قدم اول اتصال دو سیم هم رنگ، به دو ترمینال با نام های مشابه در ماژول PLC میباشد. (برای مثال A1 و A2)
- • سیم سوم که دارای رنگی متفاوت است، به ترمینالی که نام متفاوتی دارد اتصال مییابد. (برای مثال B)
- • اگر ماژول RTD مربوط به PLC زیمنس است، میبایست در تنظیمات نرم افزاری گزینه 3-wire connection را انتخاب نمود. در اتصال PT100 به PLC دلتا، نیز مقدار پارامتر، برای نوع سیم کشی، 3 در نظر گرفته میشود.
- • پس از راه اندازی، دمای اندازه گیری شده میبایست با دماسنج مرجع اختلاف کمی در حدود نیم درجه سانتیگراد داشته باشد. اگر سیم ها اشتباه وصل شوند و یا یکی از آن ها وصل نشود، خطای Sensor open رویت میگردد و دمای نشان داده شده به شدت دارای نوسان خواهد بود.
تفاوت های اتصال PT100 به PLC دلتا و زیمنس
- ساختار ماژول ها: PLC های زیمنس معمولا دارای ماژول RTD داخلی میباشند و از سنسور pt1000 و pt100 و ترموکوپل ها پشتیبانی میکند. نحوه اتصال PT100 به لوگو نیز تابع همین اصول است. در حالی که معمولا در نحوه اتصال PT100 به PLC دلتا، برای خواندن سیگنال های RTD به کارت جداگانه نیاز دارد.
- تفاوت سیم کشی: ممکن است ترتیب فیزیکی ترمینال ها در این دو متفاوت باشد، اما اصل مدارها مشابه است. در هر دو، سیم های هم نام، به ترمینال های مثبت و یک سیم به مشترک اتصال خواهد یافت.
- تفاوت در تنظیمات نرم افزاری: در پرتال زیمنس تنظیمات مربوط به نوع سنسور، نوع اتصال در بخش Channel Configuration انجام میشود. در دلتا، محدوده دما و نوع ورودی از طریق رجیسترها تنظیم خواهد شد.
- دقت و پایداری: PLC زیمنس داده های پایدارتری ارائه میدهد. دلیل آن وجود فیلتر سخت افزاری و الگوریتم جبران خطا میباشد. PLC دلتا، علی رقم دقت مناسب، نسبت به نویز حساس تر است و باید کابل کشی در آن، به دقت انجام شود.
- کاربرد و قیمت: PLC زیمنس برای پروژه های دقیق و بزرگ صنعتی گزینه بسیار مناسبی میباشد. در حالی که PLC دلتا یک گزینه اقتصادی و مقرون به صرفه برای پروژه های عمومی و سیستم های کوچک تر کنترل دما محسوب میشود.
همچنین PLC ها قابلیت اتصال به انواع ترموکوپل ها را نیز دارند که جهت خرید ترموکوپل صنعتی و یا مشاهده انواع محصولات، تنها کافیست به دسته دیگرمان مراجعه فرمایید و یا جهت کسب اطلاعات بیشتر میتوانید با شماره 02126552218 در تماس باشید و با کارشناسان ما در ارتباط باشید.
نتیجه گیری
نحوه اتصال سنسور PT100 به PLC فرایند ظریفی میباشد که رعایت نکردن اصول و نکات آن میتواند موجب بروز خطا در اندازه گیری دما شود. چهار عامل کلیدی که رعایت آن ها میتواند موفقیت این امر را تضمین نماید عبارتند از: شناخت نوع سنسور، انتخاب روش مناسب برای اتصال، استفاده از کابل مناسب و تنظیم صحیح نرم افزار. در PLC زیمنس نتیجه دقیق تر و پایدارتری مورد انتظار است.
چرا که ماژول ها در آن تخصصی تر هستند و پیکربندی ساده ای دارد. PLC دلتا را میتوان یک گزینه اقتصادی با عملکردی قابل قبول برای مصارف عمومی تر به شمار آورد. مهم ترین عامل در هر پروژه، این است که تنظیمات نرم افزاری و اتصال فیزیکی منطبق با مبانی فنی ماژول ها انجام گردد، تا سیستم کنترل دما، بدون نوسان و با اطمینان عمل کند.
سوالات متداول
نحوه اتصال سنسور PT100 چگونه است؟
نحوه اتصال سنسور PT100 به PLC به دو عامل اصلی بستگی دارد:
- نوع سنسور (دو سیمه، سه سیمه یا چهار سیمه)
- نوع ورودی PLC (داشتن ماژول RTD یا نیاز به ترانسمیتر)
اگر PLC دارای ورودی RTD باشد، سنسور مستقیماً به ماژول متصل میشود. در غیر این صورت باید از ترانسمیتر دما برای تبدیل سیگنال مقاومت به 4–20mA یا 0–10V استفاده کرد.
نحوه اتصال سنسور PT100 سه سیمه به PLC چگونه است؟
در اتصال سنسور PT100 سه سیمه:
- دو سیم همرنگ به ترمینالهای همنام (مثلاً A1 و A2) متصل میشوند
- سیم سوم با رنگ متفاوت به ترمینال دیگر (B) وصل میشود
- در تنظیمات PLC باید حالت 3-wire connection انتخاب گردد
این روش باعث جبران مقاومت سیمها شده و دقت اندازهگیری بالاتری نسبت به مدل دو سیمه دارد.
تفاوت اتصال PT100 در PLC زیمنس و دلتا چیست؟
مهمترین تفاوتها عبارتند از:
- PLC زیمنس اغلب ماژول RTD داخلی و فیلتر سختافزاری دقیقتری دارد
- PLC دلتا اقتصادیتر است اما نسبت به نویز حساستر میباشد
- تنظیمات در زیمنس گرافیکی و سادهتر و در دلتا رجیستر محور است
برای اتصال PT100 چه نوع کابلی مناسب است؟
بهترین انتخاب:
- کابل شیلددار مخصوص RTD
- اتصال شیلد فقط از یک سمت به زمین
- پرهیز از عبور کابل سنسور در کنار کابلهای قدرت
این موارد باعث کاهش نویز و افزایش دقت اندازهگیری میشود.
