Hướng dẫn cài đặt bộ chuyển đổi tín hiệu xung Z111 -

Bạn đang gặp khó khăn trong việc đọc tốc độ động cơ qua encoder hoặc cảm biến từ đo tốc độ nhưng PLC của bạn không có ngõ vào đọc xung ? Tín hiệu xung của bạn đang nhiễu do nhiều yếu tố nhưng bạn chưa tìm được cách khắc phục? Bạn đang cần giải pháp giám sát và điều khiển tuyến tính mực nước qua Flow meter dạng xung; nhưng lại chưa biết làm thể nào để xử lý tín hiệu xung đó để tính ra lượng nước trong bồn?

Có lẽ bộ chuyển đổi tín hiệu xung Z111 của Seneca chính là giải pháp tuyệt vời và phù hợp nhất cho bạn ngay lúc này. Vì nó có thể chuyển đổi tín hiệu xung tốc độ cao khó nhằn đó; sang tín hiệu analog để có thể giám sát tuyến tính một cách vô cùng dễ dàng và ổn định. Hãy cùng mình theo dõi hết bài viết để biết về công năng và cách sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu xung Z111 đặc biết đến từ nhà Seneca – Italy nhé!

Tóm Tắt Nội Dung

Thông số kĩ thuật bộ chuyển đổi tín hiệu xung Z111

Trước khi tìm hiểu và lựa chọn thiết bị cho hệ thống, bạn sẽ cần phải xem kĩ thông số kĩ thuật của thiết bị trước. Và đây là chi tiết thông số kĩ thuật của bộ chuyển đổi tín hiệu xung Z111:

Thiết kế bên ngoài của bộ chuyển đổi tín hiệu xung Z111

Nguồn điện:
- Điện áp: 10.40 Vdc, 19.28 Vac; Tần số: 50…60 Hz
Công suất tối đa: 2,5 W
Đầu vào:
- Loại: Contact, reed, npn (2 và 3 dây), pnp (3 dây), tín hiệu xung 24V DC, Namur, photoelectric, “HALL” sensor, biến thế từ
  Tần số tối đa: 10kHz
Đầu ra:
- Dòng điện: 0..20 mA hoặc 4..20 mA
- Điện áp: 0..5 V/ 0..10 V/1..5V/ 2..10V
- Sai số: nhỏ hơn hoặc bằng 0.3%
Điều kiện làm việc: Nhiệt độ -0°C đến +50°C
Tiêu chuẩn:
- Thiết bị tuân thủ các tiêu chuẩn EN50081-2 (phát xạ điện từ), EN50082-2 (miễn nhiễm điện từ), EN61010-1 (an toàn)

Sơ đồ kết nối bộ chuyển đổi tín hiệu xung Z111

Để kết nối với bộ chuyển đổi tín hiệu Z111 rất đơn giản. Bạn cần quan tâm đâu là nơi cấp nguồn, đâu là nơi đấu tín hiệu xung Input, đâu là nơi kết nối ngõ ra Analog. Điều này thì cũng sẽ rất dễ dàng nhận thấy được, khi mà Seneca đã đặc biệt rất kĩ lưỡng trong việc thể hiện sơ đồ chân ngay mặt bên cạnh của vỏ Z111.

Mình sẽ lấy ví dụ đấu nối cụ thể với 1 bộ hiển thị tín hiệu Analog như ATR244 và PLC đọc tín hiệu Analog từ Z111; và tín hiệu Encoder từ trục động cơ đưa về Z111 để các bạn có thể hình dung rõ ràng hơn

Cách cài đặt Z111 với Dip Switch

Cài đặt ngõ vào xung

Với tín hiệu xung khi đưa vào Z111, ta cần xác định tín hiệu xung có tần số bao nhiêu. Nghĩa là bạn đang cần Z111 đọc bao nhiêu xung trong một giây.

Ví dụ bạn đưa vào xung tối đa tần số là 563 Hz, thì bạn cần dùng tua vít xoay 3 nút xoay. Như hình mình đã chú thích thì cần xoay vị trí 100’s là 5, 10’s là 6, 1’s là 3. Và hệ số nhân lúc này là 1 nên ta cần xoay SW6 như mình đã chú thích.

SW7 cho phép bạn cài đặt đọc giá trị xung trung bình. Nghĩa là khi tần số xung bạn đưa vào không ổn định, thì bạn có thể cài SW7 chia trung bình bao nhiêu giá trị, để lấy giá trị tần số bạn cần đọc.

Cài đặt ngõ ra Analog

Ta có thể cài đặt phạm vi đo của tín hiệu Analog dòng điện và điện áp. Với dòng điện ta có thể linh hoạt trong các dải 0..20mA hoặc 4..20mA. Với điện áp ta có thể cài chọn dải 0..5V/ 0..10V/ 1..5V/2..10V.

Cách cài đặt Analog Output trên bộ chuyển đổi tín hiệu xung Z111

Kiểm tra cài đặt Z111 qua MSC và bộ hiển thị ATR244

MSC của Seneca là một thiết bị hiệu chuẩn đo lường thông minh, giám sát và điều khiển qua Bluetooth Smartphone và máy tính. MSC có rất nhiều chức năng, trong đó có khả năng xuất xung tín hiệu xung trong khoảng 0..27V và tần số phát xung lên đến 10KHZ. Ta có thể dễ dàng sử dụng MSC để test phát xung và cài đặt cho bộ chuyển đổi tín hiệu xung Z111.

Và để hiển thị giá trị ngõ ra Analog, mình sử dụng thêm 1 bộ hiển thị đến từ nhà Pixsys rất uy tín, cho phép ta giám sát tín hiệu rất ổn định, đó là ATR244.

Để truy cập vào MSC, ta cần tải app MSC by Seneca – một ứng dụng phát triển bởi Seneca để cài đặt MSC. Vào app MSC đồng thời kết nối bluetooth và khởi động MSC, ta sẽ kết nối được thiết bị. Sau đó sử dụng chức năng phát xung trên giao diện, cài đặt các thông số tần số sau đó nhấn Start.

Ví dụ, bạn cần xuất xung cho Z111 với tần số 100Hz, bạn cần chọn Toff = 50ms, Ton=50ms. Công thức tính tần số như sau:

f= 1/T = 1/(TOFF+TON) = 100Hz

Sau đó trên bộ Z111, bạn chỉ cần xoay 100’s, 10’s, 1’s lần lượt là 1, 0, 0. SW6 chỉ cần gạt theo hệ số nhân 1. Lúc này tại màn hình ATR244 sẽ hiển thị giá trị analog. Ví dụ bạn cần xuất 4-20mA cho tín hiệu từ 0-100Hz, MSC khi xuất xung 50Hz thì giá trị hiển thị ra ATR244 sẽ là 12mA

ATR244 hiển thị giá trị analog tương ứng với tần số xung

Một số ví dụ ứng dụng bộ chuyển đổi tín hiệu xung Z111

Nhờ vào khả năng chuyển đổi tín hiệu xung thành tín hiệu analog linh hoạt, Z111 đã được sử dụng vào rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp.

Z111 có thể đo được số vòng quay và tốc độ của động cơ một cách dễ dàng. Ví dụ bạn đang cần đọc tốc độ động cơ thông qua cảm biến từ đo tốc độ. Cảm biến này đặt gần trục bánh răng để giám sát số vòng quay, đưa ra tín hiệu xung. Nếu đưa trực tiếp tín hiệu về tủ điều khiển PLC sẽ khá xa, tín hiệu xung từ cảm biến sẽ dễ bị nhiễu.

Cách thức chuyển đổi xung từ cảm biến đo tốc độ

Có một giải pháp rất hợp lý, là đưa tín hiệu này về Z111 làm trung gian; và truyền đi dưới tín hiệu Analog (0-10V hoặc 4-20mA) về PLC. Lúc này việc tính toán số vòng quay và tốc độ trở nên rất đơn giản vì PLC chỉ cần tính toán dựa trên tín hiệu analog từ Z111.

Tính toán số vòng quay động cơ

Ví dụ ta cài Z111 1 khoảng tín hiệu tần số là 0…500HZ và xuất ra tín hiệu 4..20mA tương ứng. Khi đo trực tiếp từ cảm biến, ta thấy được tín hiệu Analog hiển thị trên PLC là 12mA, tín ra được tần số đang nhận được từ Z111:

Cách tín tần số từ output Analog Z111

Nghĩa là lúc này, Z111 đang đọc tín hiệu xung 250Hz từ cảm biến tốc độ quay. Tức là cảm biến sẽ xuất ra 250 xung. Cảm biến xuất xung dựa trên số bánh răng tại trục quay. Giả sử đĩa bánh răng tại trục động cơ có 48 răng. Nghĩa là 1 vòng cảm biến sẽ xuất ra 48 xung, vậy ta tính được số vòng quay được của động cơ:

Tính số vòng quay động cơ

Mục đích của việc tính ra số vòng là để ứng dụng cho các bài toán chuyển động tịnh tiến trên trục động cơ. Ví dụ một băng tải có động cơ quay 1 vòng thì đưa sản phẩm trên băng tải đi 5 cm. Vậy nếu ta tính được cụ thể 5.208 vòng như trên thì ta sẽ biết được cụ thể sản phẩm đang nằm ở vị trí nào.

Đọc tốc độ quay của động cơ

Tiếp tục cho ví dụ mình đã lấy ở trên. Cảm biến từ đo được và xuất ra xung 250Hz. Thì bạn có thể hiểu rằng, 1 giây cảm biến đang xuất ra 250 xung. Vậy ta sẽ tín được số vòng trên phút của động cơ giả sử như trường hợp đĩa bánh răng trên trục là 48 răng:

Tính số vòng trên phút của động cơ qua Z111

Tất cả các tính toán như mình tính thì chỉ cần lập trình trong PLC là có thể quy đổi tín hiệu 12mA sang 312.5 vòng/phút. Từ đó dễ dàng tính được tốc độ của động cơ qua Z111.

Tính toán lưu lượng nước thông qua Flow meter và Z111

Với bài toán đọc thể tích nước chạy qua đường ống, thì Flow meter được sử dụng rất nhiều. Tín hiệu từ những Flow meter thường là dạng xung. Và với Z111 mọi chuyện sẽ trở nên rất đơn giản để đọc được lượng nước từ Flow meter.

Cách flow meter đưa tín hiệu Z111 và PLC

Chỉ cần cài Z111 dải tần số, ví dụ như 0…300 Hz, và Z111 sẽ xuất ra tín hiệu từ 4..20mA và đưa về PLC. Việc cần làm lúc này là đọc tín hiệu Analog 4..20mA, tính toán và suy ngược ra thể tích nước đọc từ Flow meter.

Ví dụ bạn cho 1 lít đi qua Flow meter, PLC hiển thị ra 10mA. Ta sẽ tín toán số xung xuất ra từ cảm biến như sau:

Tính số xung đọc được qua thông số analog Z111

Nghĩa là bạn thử sai 1 lít nước, Flow meter đưa ra 112.5 xung. Tiếp tục thử sai 2 lít, PLC bạn nhận được 12mA tương ứng 225 xung. Như vậy ta sẽ dễ dàng tín được số lít nước chảy vào bồn thông qua Z111 và Flow meter.

Lời kết

Qua bài viết này, mình đã chia sẻ cho các bạn hiểu rõ hơn về cách hoạt động của Z111. Và làm như thể nào để có thể cài đặt bộ chuyển đổi tín hiệu xung Z111 để ứng dụng vào các bài toán khác nhau trong thực tế.

Đây thực sự là giải pháp rất tối ưu trong việc điều khiển giám sát hệ thống tự động hóa. Bảo vệ tín hiệu xung của cảm biến đặt tại hiện trường khỏi các tác nhân gây nhiễu; đảm bảo độ ổn định và truyền đi xa về tủ điều khiển PLC. Qua đó dễ dàng giám sát hệ thông qua bộ Z111.

Nếu các bạn cần tìm hiểu thêm về sản phẩm, và cần tư vấn về giải pháp tự động hóa, đừng ngần ngại liên hệ với công ty chúng tôi theo thông tin bên dưới. Đội ngũ kĩ thuật chúng tôi sẽ ngay lập tức hỗ trợ bạn.

Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết. Chúc các bạn thành công!