PLC de analog sinyaller

Dijital  sinyaller (açma / kapama) devresinden farklı olarak, analog sinyaller ise  voltaj veya akım aralığında değişir.

Analog sinyaller 4-20 mA düşük ve hassas akım değerine sahip olduklarından dolayı PLC ve enstruman (sensör) arasındaki kablolar daima blendajlı (LIYCY) kablo olmalıdır. Plendajlı kabloların ayrı bir topraklama hattında sonlandırılmasına dikkat edilmelidir aksi halde birden fazla topraklama yapılış toprak hatlarında sinyallerde sapmalar meydana gelebilir.

Elektronik gürültü

Analog devreler (enstruman) dijital sinyal ile çalışan devrelere göre elektronik gürültüye karşı çok daha hassatır. Örnek vermek gerekirsek bir analog kablo (blendajlı kablo) motorun güç kablosuna bitişikse, analog sinyal kablosu motor tarafından üretilen manyetik olarak bağlı gürültüyü toplayan bir anten görevi görür.

Telsizden radyo frekansı (RF) radyasyonu gibi başka gürültü kaynakları da mevcuttur. Analog bir sinyal kablosundaki gürültü, sinyalin değerini okumada hatalara neden olabilir ve bu da kontrol sisteminde çok sayıda soruna neden olabilir.

Analog Sinyallerde Harmonikleri Azaltmanın Bazı Yolları

Ekranlama, iletkenlerin etrafında topraklanmış  bir örgü veya folyo blendaj kullanılmasıdır. Daha önce belirttiğimiz  gibi topraklama blendajlı  (LIYCY)  kablo  birden fazla yerde topraklanmamalıdır.

Kanal, elektronik gürültü azaltmada bir başka  adım topraklanmış metal kanallardır. Bu topraklanan kanallar iletişim kabloları ve hassas sinyaller için nadiren gereklidir.

Termokupl’da kablo kullanımı, Termokupl, birlikte lamine edilmiş iki farklı metalleri etkileyen sıcaklıktaki değişikliklerden kaynaklanan elektromotor kuvvetinden (EMF) faydalanır ve sıcaklık değiştikçe öngörülebilir bir sıcaklık-voltaj eğrisi ortaya çıkar.

Sinyal, iki kablonun açık ucunda ölçülür ve gerilimi mühendislik birimlerine dönüştürmek için derece başına bir milivolt ölçeği kullanılır.

Termokupl bu nedenle iki telli bir cihazdır. Yayılan ve indüklenen gürültülere karşı hassastır ve bu nedenle çok uzun bir mesafe için uzatılmışsa genellikle korumalı bir kabloya yerleştirilir. Termokupl sinyali ayrıca hat kaybı nedeniyle bozulmaya karşı hassastır, bu nedenle kablo uzunluğunun en aza indirilmesi istenir.

Ayrıca, uygun uzatma kablosunu kullanmak önemlidir. Bir termokupl, genellikle uzatma kablosunun takılması gereken kısa bir pigtail bağlantısıyla birlikte gelir. Sinyali PLC’ye uzatmak için bakır gibi farklı bir tel malzemesi kullanılırsa, sinyali kısmen iptal eden ters bir EMF’ye neden olan sahte bir “soğuk bağlantı” oluşturulur,  bu nedenle  uygun uzatma kablosu kullanılmalı dır.

0-10 Millivolt (mV) Analog

Bu sinyal gürültü oranı sorunu, kablo uzunluğunun bir fonksiyonu olarak artar. Bu yüzden vericinin göstergeye veya kaydediciye yakın olması gerekiyordu.

Günümüzde millivolt sinyalleri, küçük sinyali bir akıma veya başka bir ortama (dijital veri değerleri gibi) algılama elemanının çevresinden ayrılmadan önce gürültü ve desibel (dB) kaybına daha az duyarlı olan transdüserlere beslenmektedir. Ancak, bazı kaydediciler ve veri toplama sistemleri hala millivolt sinyali üzerinde çalışmaktadır.

4-20 Milliamper  (mA) Analog

Milivolt sinyalinin çizgi zayıflama eksikliklerinin üstesinden gelme dürtüsü, 4-20 mA akım döngüsünün gelişmesine neden oldu.

Büyük ölçüde artan performansının bir sonucu olarak, analog sinyalleri iletmenin bu yöntemi hızla endüstri standardı haline geldi. Piyasadaki çoğu saha cihazı bir algılama elemanına (sensör) ve bir aktarma elemanına sahiptir.

Sinyalin şekli ne olursa olsun, verici onu yorumlar ve 4 ila 20 mA arasındaki bir çıkış akımına dönüştürür ve bu aralık içinde giriş ile orantılıdır. Çıktıyı girişe ayarlama işlemine ölçeklendirme denir.

Böylece, verici değişken akım kaynağı olarak adlandırılan hale gelir. Bir batarya, bir gerilim kaynağı olarak, kendisine uygulanan yük miktarından bağımsız olarak sabit bir gerilim sağlamaya çalışır, akım kaynağı, yükten bağımsız olarak (belirli bir giriş sinyali için) sabit bir akım tutmaya çalışır.

Akım, bir seri devrenin tüm noktalarında yaygın olduğu için, kablo uzunluğu problemi – millivolt sinyalinde bir problem olduğu gibi – iptal edilir.

Elbette, eğer yeterli yük uygulanırsa, cihazın bir devreden sabit bir akımı zorlama kabiliyeti aşılabilir.

Genel olarak, günümüz cihazları, 20 mA’yı 1000 ohm’luk bir devre direncinde tutabilmektedir. Tipik bir cihaz 250 ohm’dan fazla giriş direncine sahip olmadığından, birçok enstrümana bir yalıtıcıya ihtiyaç duymadan tek bir akım kaynağından güç vermek mümkündür.

Vericinin bakış açısından tarif edildiği gibi iki ana tip analog devre vardır. İki kablolu vericiler, akımı kesen pasif cihazlar olarak kabul edilirken, dört kablolu vericiler, akımı besleyen aktif cihazlardır.

Dört Telli Bağlantı

Dört telli bir verici, döngüye güç vermek ve akım modülasyonlu sinyal üretmek için enerjiyi sağlayan vericidir.

Örneğin çoğu seviye vericisi dört telli cihazlardır. Dört kablolu cihazlarda , sinyal bağlantılarına ek olarak her zaman güç bağlantıları vardır. Yine de, tüm bu tür güç vericileri dört telli değildir.

Elektrikli bir vericinin çıkışının pasif olduğu not edilirse, cihaz sinyal devresi açısından iki kablolu bir ünite olarak ele alınabilir.

Birçok analog sensör  harici olarak çalıştırılır, ancak devre üzerinde pasiftir. Bu durumlarda, harici güç yalnızca ünitenin dahili elektroniği içindir.

Sinyal devresi bu güç kaynağından izole edilmiştir. Alt devrede gösterilen kaydedicinin güçlü ve pasif bir cihaz olduğunu unutmayın.

İki Telli Bağlantı

İki telli bir cihazın döngü beslemeli olduğu söylenir. Bu, cihazın mevcut döngüden sinyal üretmek için ihtiyaç duyduğu enerjiyi emerek çalıştığı anlamına gelir.

İki telli olarak sınıflandırılan bir sensör, tipik olarak akımdaki akışa göre devrede ilk cihaz olmalıdır.

Başka bir deyişle, vericinin pozitif terminali doğrudan voltaj kaynağının pozitif terminaline bağlanmalıdır. Gerilim kaynağı genellikle 24 VDC güç kaynağıdır.

(a) Bağımsız Güç Kaynağına Sahip İki Telli Devreler

Yukarıdaki Şekile atıfta bulunarak, PLC I / O nokta 2, harici bir DC güç kaynağına sahip iki kablolu bir devreyi gösterir.

Kabloların, I / O noktası boyunca doğru polaritenin mevcut olması için PLC’de yuvarlanması (polarite yönünde) olması gerektiğine dikkat edin.

 (b) PLC Dahili Güç Kaynağına Sahip İki Telli Devreler

Günümüzde çoğu PLC sistemi, vericinin pozitif terminalini PLC’deki farklı bir terminale bağlayarak döngü akımını kendileri besleyebilir.

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here