Tìm hiểu về các loại tín hiệu điều khiển

Bạn đã bao giờ tự hỏi rằng tại sao lại có vô số loại tín hiệu điều khiển có thể được dùng để cấu hình cho các thiết bị cảm biến áp suất, nhiệt độ, độ ẩm hay khí gas dùng trong các dây chuyền sản xuất và các ứng dụng HVAC chưa? Phần lớn những tín hiệu điều khiển này được quy định từ đầu để cho các nhà sản xuất cảm biến có thể điều chỉnh sản phẩm của mình cho phù hợp với các tín hiệu đầu vào của các nhà sản xuất bộ điều khiển PLC hay DDC, là 2 bộ điều khiển được dùng nhiều trong các quá trình sản xuất tự động hay điều khiển tự động hệ thống HVAC.

Tôi sẽ tập trung vào 2 loại tín hiệu điều khiển và các ưu điểm và/ hoặc khuyết điểm của chúng. Hai loại tín hiệu phổ biến nhất là tín hiệu dòng, thường là 4-20 mA, và tín hiệu áp, thường là 0-10 V.

Tín hiệu áp 0-10 V là một trong những loại tín hiệu đầu ra phổ biến nhất được dùng trong các quá trình sản xuất và các thiết bị HVAC; do số lượng lớn các bộ điều khiển công nghiệp sử dụng loại tín hiệu này. Các nhà thầu lắp đặt và kỹ thuật viên thường sẽ thường xuyên nhận xét về khả năng dễ xác minh (kiểm tra) của loại tín hiệu này. Đơn giản chỉ cần kết nối một đồng hồ đo volt, mắc song song, để đọc điện áp và dùng giá trị đọc được để tính ra giá trị đo. Khi làm việc với tín hiệu dòng 4-20 mA, để đọc được tín hiệu đầu ra tương ứng có thể sẽ rườm rà hơn. Thông thường một điện trở chính xác cần được sử dụng chung với cảm biến để chuyển đổi tín hiệu analog sang tín hiệu điện áp (Định luật Ohm) để có thể đo bằng volt kế. Cảm biến tích hợp tín hiệu 0-10 V dễ bị ảnh hưởng bởi sự nhiễu điện từ các thiết bị động cơ hay rơ le dẫn tới sai số trong tín hiệu đầu ra trong khi tín hiệu 4-20 mA lại ít bị ảnh hưởng hơn.

Tùy vào vị trí lắp đặt cảm biến và bộ điều khiển, mà khi sử dụng tín hiệu áp có thể thấy sự tụt áp của tín hiệu do điện trở của dây tăng lên khi dây dài hơn. Đối với tín hiệu dòng, độ lớn của dòng điện trong mạch không bị ảnh hưởng bởi sự sụt áp trong dây dẫn vì tín hiệu dòng ở ngõ ra cực âm của mạch phải quay trở lại cực dương của nguồn cung cấp.

Cuối cùng, sử dụng tín hiệu dòng 4-20 mA cho phép người dùng phát hiện sự cố dây dẫn do tín hiệu trả về sẽ là 0 mA. Các loại tín hiệu áp cũng có thể giúp phát hiện ra lỗi này là 1-5 V và 2-10 V.