Pagkonekta ng sensor na may kasalukuyang output. Mga praktikal na circuit para sa pagkonekta ng mga sensor

Ang mga sensor na may pinag-isang kasalukuyang output na 4-20, 0-50 o 0-20 mA, na pinaka-malawak na ginagamit sa larangan ng industriyal na automation, ay maaaring magkaroon ng iba't ibang mga scheme ng koneksyon sa mga pangalawang device. Ang mga modernong sensor na may mababang pagkonsumo ng kuryente at isang kasalukuyang output na 4-20 mA ay madalas na konektado sa isang two-wire circuit. Iyon ay, isang cable lamang na may dalawang core ang konektado sa naturang sensor, kung saan pinapagana ang sensor na ito, at ang paghahatid ay isinasagawa kasama ang parehong dalawang core.

Kadalasan, ang mga sensor na may 4-20 mA output at two-wire na koneksyon ay may passive na output at nangangailangan ng panlabas na power supply para gumana. Ang power supply na ito ay maaaring itayo nang direkta sa pangalawang aparato (sa input nito) at kapag ang sensor ay konektado sa naturang aparato, isang kasalukuyang lilitaw sa signal circuit. Ang mga device na may power supply para sa sensor na nakapaloob sa input ay sinasabing mga device na may aktibong input.

Karamihan sa mga modernong pangalawang instrumento at controller ay may mga built-in na power supply para sa pagtatrabaho sa mga sensor na may mga passive na output.

Kung ang pangalawang aparato ay may passive input - sa katunayan, isang risistor lamang kung saan ang pagsukat ng circuit ng aparato ay "nagbabasa" ng pagbaba ng boltahe na proporsyonal sa kasalukuyang dumadaloy sa circuit, kung gayon ang isang karagdagang sensor ay kinakailangan para gumana ang sensor. Sa kasong ito, ang panlabas na power supply unit ay konektado sa serye kasama ang sensor at ang pangalawang aparato upang masira ang kasalukuyang loop.

Ang mga pangalawang aparato ay karaniwang idinisenyo at ginawa sa paraang ang parehong dalawang-wire na 4-20 mA sensor at 0-5, 0-20 o 4-20 mA sensor na konektado sa isang three-wire circuit ay maaaring konektado sa kanila. Upang ikonekta ang isang two-wire sensor sa input ng pangalawang device na may tatlong input terminal (+ U, input at common), gamitin ang "+ U" at "input" na mga terminal, ang "common" na terminal ay nananatiling libre.

Dahil ang mga sensor, tulad ng nabanggit na sa itaas, ay maaaring magkaroon ng hindi lamang isang 4-20 mA na output, ngunit, halimbawa, 0-5 o 0-20 mA, o hindi sila maaaring konektado sa isang two-wire circuit dahil sa kanilang malaking enerhiya pagkonsumo (higit sa 3 mA), pagkatapos ay isang three-wire na pamamaraan ng koneksyon ay ginagamit. Sa kasong ito, ang mga supply circuit ng sensor at ang output signal circuits ay hiwalay. Karaniwang mayroong aktibong output ang mga sensor na may koneksyong tatlong-kawad. Iyon ay, kung ang isang supply boltahe ay inilapat sa sensor na may isang aktibong output at ang isang risistor ng pag-load ay konektado sa pagitan ng output at karaniwang mga terminal ng output, kung gayon ang isang kasalukuyang proporsyonal sa halaga ng sinusukat na parameter ay tatakbo sa output circuit.

Ang mga pangalawang device ay kadalasang mayroong sapat na low-power na built-in na power supply para paandarin ang mga sensor. Ang pinakamataas na kasalukuyang output ng mga built-in na power supply ay karaniwang nasa hanay na 22-50 mA, na hindi palaging sapat para sa mga sensor na may mataas na pagkonsumo ng kuryente: electromagnetic flow meter, infrared gas analyzer, atbp. Sa kasong ito, para mapagana ang three-wire sensor, kailangan mong gumamit ng panlabas, mas malakas na power supply unit na nagbibigay ng kinakailangang kapangyarihan. Ang power supply na binuo sa pangalawang ay hindi ginagamit.

Ang isang katulad na circuit para sa paglipat sa mga three-wire sensor ay kadalasang ginagamit kapag ang boltahe ng power supply na nakapaloob sa device ay hindi tumutugma sa supply boltahe na pinapayagang ibigay sa sensor na ito. Halimbawa, ang built-in na power supply ay may output na boltahe na 24V, at ang sensor ay maaaring ibigay ng boltahe na 10 hanggang 16V.

Ang ilang pangalawang device ay maaaring magkaroon ng maraming input channel at power supply na sapat na malakas para paganahin ang mga external na sensor. Dapat alalahanin na ang kabuuang pagkonsumo ng kuryente ng lahat ng mga sensor na konektado sa naturang multichannel na aparato ay dapat na mas mababa kaysa sa kapangyarihan ng built-in na pinagmumulan ng kuryente na inilaan para sa kanilang suplay ng kuryente. Bilang karagdagan, kapag pinag-aaralan ang mga teknikal na katangian ng aparato, kinakailangan na malinaw na makilala ang layunin ng mga power supply unit (mga mapagkukunan) na binuo dito. Ginagamit ang isang built-in na source para direktang paganahin ang pangalawang device mismo - para sa pagpapatakbo ng display at mga indicator, output relay, electronic circuit ng device, atbp. Ang power supply na ito ay maaaring maging napakalakas. Ang pangalawang built-in na mapagkukunan ay ginagamit upang paganahin lamang ang mga input circuit - ang mga sensor na konektado sa mga input.

Bago ikonekta ang sensor sa pangalawang aparato, dapat mong maingat na pag-aralan ang mga tagubilin sa pagpapatakbo para sa kagamitang ito, tukuyin ang mga uri ng mga input at output (aktibo / passive), suriin ang mga sulat ng kapangyarihan na natupok ng sensor at ang kapangyarihan ng power supply (built-in o external), at pagkatapos lamang gawin ang koneksyon. Ang mga aktwal na pagtatalaga ng input at output terminal ng mga sensor at device ay maaaring mag-iba mula sa mga ibinigay sa itaas. Kaya ang mga terminal na "Bx (+)" at "Bx (-)" ay maaaring magkaroon ng pagtatalaga + J at -J, + 4-20 at -4-20, + In at -In, atbp. Ang terminal na "+ U supply" ay maaaring italaga bilang + V, Supply, + 24V, atbp., ang "Output" terminal - Out, Sign, Jout, 4-20 mA, atbp., ang "common" terminal - GND , -24V, 0V, atbp., ngunit hindi nito binabago ang kahulugan.

Ang mga sensor na may kasalukuyang output na mayroong four-wire connection scheme ay may parehong scheme ng koneksyon gaya ng mga two-wire sensor na may pagkakaiba lang na ang mga four-wire sensor ay pinapagana sa pamamagitan ng magkahiwalay na pares ng mga wire. Bilang karagdagan, ang mga sensor na may apat na wire ay maaaring magkaroon ng pareho, na dapat isaalang-alang kapag pumipili ng isang wiring diagram.

Mga discrete na sensor

Binibigyang-daan ka ng algorithm na ito na maiwasan ang epekto kapag isinasara ang amag, kung hindi, maaari itong hatiin sa maliliit na piraso. Ang parehong pagbabago ng bilis ay nangyayari kapag ang amag ay binuksan. Narito na ang dalawang contact sensor ay kailangang-kailangan.

Application ng mga analog sensor

Larawan 2. Wheatstone Bridge

Pagkonekta ng mga analog sensor

Mga output ng analog sensor

Ngunit ang kaso, bilang panuntunan, ay hindi sapat sa isang solong sensor. Ang ilan sa mga pinakasikat na sukat ay ang mga sukat ng temperatura at presyon. Ang bilang ng mga naturang punto sa modernong mga pasilidad ng produksyon ay maaaring umabot sa ilang sampu-sampung libo. Alinsunod dito, ang bilang ng mga sensor ay malaki din. Samakatuwid, ang ilang mga analog sensor ay madalas na konektado sa isang controller nang sabay-sabay. Syempre, hindi ilang libo ang sabay-sabay, mabuti kung iba ang isang dosena. Ang koneksyon na ito ay ipinapakita sa Figure 7.

Figure 7. Pagkonekta ng maramihang mga analog sensor sa controller

Ipinapakita ng figure na ito kung paano nakuha ang isang boltahe mula sa isang kasalukuyang signal, na angkop para sa conversion sa isang digital code. Kung mayroong ilang mga naturang signal, hindi sila naproseso nang sabay-sabay, ngunit nahahati sa oras, multiplexed, kung hindi, isang hiwalay na ADC ay kailangang mai-install sa bawat channel.

Para sa layuning ito, ang controller ay may circuit switching circuit. Ang functional diagram ng switch ay ipinapakita sa Figure 8.

Figure 8. Analog sensor channel switch (naki-click na larawan)

Ang kasalukuyang mga signal ng loop na na-convert sa boltahe sa buong pagsukat ng risistor (UR1 ... URn) ay pinapakain sa input ng analog switch. Ang mga control signal ay halili na pumasa sa output ng isa sa mga signal na UR1 ... URn, na pinalakas ng amplifier, at halili na dumating sa input ng ADC. Ang boltahe na na-convert sa isang digital code ay ibinibigay sa controller.

Ang scheme, siyempre, ay napaka-pinasimple, ngunit ito ay lubos na posible na isaalang-alang ang prinsipyo ng multiplexing sa loob nito. Ito ay tinatayang kung paano binuo ang module para sa pag-input ng mga analog signal ng MCTS controllers (microprocessor system ng mga teknikal na paraan) na ginawa ng Prolog PC sa Smolensk.

Ang pagpapalabas ng naturang mga controller ay matagal nang hindi na ipinagpatuloy, bagaman sa ilang mga lugar, malayo sa pinakamahusay, ang mga controllers na ito ay nagsisilbi pa rin. Ang mga eksibit ng museo na ito ay pinapalitan ng mga bagong modelo ng mga controllers, pangunahin nang imported (Chinese).

Kung ang controller ay naka-mount sa isang metal cabinet, inirerekomenda na ang braided shield ay konektado sa cabinet grounding point. Ang haba ng mga linya ng pagkonekta ay maaaring umabot ng higit sa dalawang kilometro, na kinakalkula ayon sa naaangkop na mga formula. Wala tayong bibilangin dito, pero maniwala ka sa akin, ganito talaga.

Bagong sensor, bagong controller

Sa pagdating ng mga bagong controller, lumitaw ang mga bagong analog na transmiter, na tumatakbo sa HART protocol (Highway Addressable Remote Transducer), na isinasalin bilang "Transmitter, addressable remotely through the backbone."

Ang output signal ng sensor (field device) ay isang analog current signal ng 4… 20mA range, kung saan ang isang frequency modulated (FSK - Frequency Shift Keying) digital na signal ng komunikasyon ay nakapatong.

Ito ay kilala na ang average na halaga ng sinusoidal signal ay katumbas ng zero, samakatuwid, ang paghahatid ng digital na impormasyon ay hindi nakakaapekto sa output kasalukuyang ng 4 ... 20mA sensor. Ginagamit ang mode na ito kapag nag-configure ng mga sensor.

Ang komunikasyon sa HART ay nagaganap sa dalawang paraan. Sa unang kaso, ang karaniwang isa, dalawang mga aparato lamang ang maaaring makipagpalitan ng impormasyon sa pamamagitan ng isang dalawang-wire na linya, habang ang analog output signal 4 ... 20mA ay depende sa sinusukat na halaga. Ginagamit ang mode na ito kapag nagko-configure ng mga field device (mga sensor).

Sa pangalawang kaso, hanggang sa 15 sensor ay maaaring konektado sa dalawang-wire na linya, ang bilang nito ay tinutukoy ng mga parameter ng linya ng komunikasyon at ang kapangyarihan ng power supply. Ito ay isang multipoint na mode ng komunikasyon. Sa mode na ito, ang bawat sensor ay may sariling address sa hanay na 1 ... 15, na ginagamit ng control device.

Ang sensor na may address 0 ay hindi nakakonekta sa linya ng komunikasyon. Ang palitan ng data sa pagitan ng sensor at ng control device sa multidrop mode ay isinasagawa lamang gamit ang frequency signal. Ang kasalukuyang signal ng sensor ay naayos sa kinakailangang antas at hindi nagbabago.

Sa kaso ng multipoint na komunikasyon, nangangahulugan ang data hindi lamang ang aktwal na mga resulta ng pagsukat ng kinokontrol na parameter, kundi pati na rin ang isang buong hanay ng lahat ng uri ng impormasyon ng serbisyo.

Una sa lahat, ito ang mga address ng mga sensor, control command, setting. At ang lahat ng impormasyong ito ay ipinadala sa dalawang-kawad na linya ng komunikasyon. Posible bang maalis din ang mga ito? Totoo, dapat itong gawin nang maingat, sa mga kaso lamang kung saan ang wireless na koneksyon ay hindi makakaapekto sa seguridad ng kinokontrol na proseso.

Ang mga teknolohiyang ito ay pinalitan ang lumang analog kasalukuyang loop. Ngunit hindi ito sumusuko sa mga posisyon nito, malawak itong ginagamit hangga't maaari.

Sa proseso ng automation ng mga teknolohikal na proseso upang makontrol ang mga mekanismo at mga yunit, ang isa ay kailangang harapin ang mga sukat ng iba't ibang pisikal na dami. Ito ay maaaring temperatura, presyon at rate ng daloy ng isang likido o gas, dalas ng pag-ikot, maliwanag na intensity, impormasyon sa posisyon ng mga bahagi ng mga mekanismo, at marami pang iba. Ang impormasyong ito ay nakuha gamit ang mga sensor. Dito, una tungkol sa posisyon ng mga bahagi ng mga mekanismo.

Mga discrete na sensor

Ang pinakasimpleng sensor ay isang ordinaryong mekanikal na contact: binuksan ang pinto - binuksan ang contact, sarado - sarado. Ang ganitong simpleng sensor, pati na rin ang ibinigay na algorithm ng operasyon, ay kadalasang ginagamit sa mga alarma ng magnanakaw. Para sa isang mekanismo na may paggalaw ng pagsasalin, na may dalawang posisyon, halimbawa, isang balbula ng tubig, kakailanganin mo ng dalawang contact: ang isang contact ay sarado - ang balbula ay sarado, ang isa ay sarado - ito ay sarado.

Ang isang mas kumplikadong algorithm ng paggalaw ng pagsasalin ay may mekanismo para sa pagsasara ng amag ng isang thermoplastic machine. Sa una, ang amag ay bukas, ito ang panimulang posisyon. Sa posisyon na ito, ang mga natapos na produkto ay tinanggal mula sa amag. Pagkatapos ay isinara ng manggagawa ang proteksiyon na bakod at ang amag ay nagsimulang magsara, magsisimula ang isang bagong siklo ng pagtatrabaho.

Ang distansya sa pagitan ng mga halves ng amag ay sapat na malaki. Samakatuwid, sa una, mabilis na gumagalaw ang amag, at sa isang tiyak na distansya hanggang sa magsara ang mga halves, ang switch ng limitasyon ay na-trigger, ang bilis ng paggalaw ay makabuluhang nabawasan at ang amag ay nagsasara ng maayos.

Kaya, ang mga sensor na nakabatay sa contact ay discrete o binary, may dalawang posisyon, sarado - bukas, o 1 at 0. Sa madaling salita, maaari nating sabihin na ang isang kaganapan ay naganap o hindi. Sa halimbawa sa itaas, ang mga contact ay "catch" ng ilang mga punto: ang simula ng paggalaw, ang punto ng pagpapababa ng bilis, ang pagtatapos ng paggalaw.

Sa geometry, ang isang punto ay walang anumang sukat, isang punto lamang at iyon na. Maaari itong alinman sa (sa isang piraso ng papel, sa tilapon ng paggalaw, tulad ng sa aming kaso) o ito ay sadyang wala. Samakatuwid, ginagamit ang mga discrete sensor upang makita ang mga punto. Marahil ang paghahambing sa isang punto ay hindi masyadong angkop dito, dahil para sa mga praktikal na layunin ginagamit nila ang katumpakan ng isang discrete sensor, at ang katumpakan na ito ay mas malaki kaysa sa isang geometric na punto.

Ngunit ang mekanikal na pakikipag-ugnay sa sarili nito ay hindi isang maaasahang bagay. Samakatuwid, hangga't maaari, ang mga mekanikal na contact ay pinapalitan ng mga proximity sensor. Ang pinakasimpleng opsyon ay reed switch: ang magnet ay lumapit, ang contact ay sarado. Ang katumpakan ng operasyon ng switch ng tambo ay nag-iiwan ng maraming nais; gamitin ang mga naturang sensor upang matukoy lamang ang posisyon ng mga pinto.

Dapat ituring na mas kumplikado at tumpak na opsyon ang iba't ibang proximity sensor. Kung ang metal na bandila ay pumasok sa puwang, pagkatapos ay ang sensor ay na-trigger. Bilang isang halimbawa ng mga naturang sensor, maaaring banggitin ng isa ang mga sensor ng BVK (End Contactless Switch) ng iba't ibang serye. Ang katumpakan ng tugon (travel differential) ng naturang mga sensor ay 3 millimeters.

Sensor ng serye ng BVK

Larawan 1. BVK series sensor

Supply boltahe ng BVK 24V sensors, load kasalukuyang 200mA, na kung saan ay lubos na sapat para sa pagkonekta intermediate relays para sa karagdagang koordinasyon sa control circuit. Ito ay kung paano ginagamit ang mga sensor ng BVK sa iba't ibang kagamitan.

Bilang karagdagan sa mga sensor ng BVK, ginagamit din ang mga sensor ng mga uri ng BTP, KVP, PIP, KVD, PISCH. Ang bawat serye ay may ilang uri ng mga sensor, na itinalaga ng mga numero, halimbawa, BTP-101, BTP-102, BTP-103, BTP-211.

Ang lahat ng mga nabanggit na sensor ay di-contact discrete, ang kanilang pangunahing layunin ay upang matukoy ang posisyon ng mga bahagi ng mga mekanismo at pagtitipon. Naturally, marami pa sa mga sensor na ito, at hindi posibleng isulat ang lahat ng mga ito sa isang artikulo. Ang iba't ibang mga contact sensor ay mas karaniwan at nakikita pa rin ang malawakang paggamit.

Application ng mga analog sensor

Bilang karagdagan sa mga discrete sensor, ang mga analog sensor ay malawakang ginagamit sa mga automation system. Ang kanilang layunin ay upang makakuha ng impormasyon tungkol sa iba't ibang mga pisikal na dami, at hindi, tulad ng sa pangkalahatan, ngunit sa totoong oras. Mas tiyak, ang pagbabago ng isang pisikal na dami (presyon, temperatura, pag-iilaw, rate ng daloy, boltahe, kasalukuyang) sa isang de-koryenteng signal na angkop para sa paghahatid sa pamamagitan ng mga linya ng komunikasyon sa controller at sa karagdagang pagproseso nito.

Ang mga analog na sensor ay kadalasang matatagpuan nang sapat na malayo sa controller, kaya naman madalas itong tinutukoy bilang mga field device. Ang terminong ito ay kadalasang ginagamit sa teknikal na panitikan.

Ang isang analog sensor ay karaniwang binubuo ng ilang bahagi. Ang pinakamahalagang bahagi ay ang sensitibong elemento - ang sensor. Ang layunin nito ay i-convert ang sinusukat na halaga sa isang electrical signal. Ngunit ang signal na natanggap mula sa sensor ay karaniwang maliit. Upang makakuha ng isang signal na angkop para sa amplification, ang sensor ay madalas na konektado sa isang tulay circuit - isang Wheatstone tulay.

Wheatstone bridge

Larawan 2. Wheatstone Bridge

Ang orihinal na layunin ng isang bridge circuit ay upang tumpak na sukatin ang paglaban. Ang isang mapagkukunan ng DC ay konektado sa dayagonal ng tulay ng AD. Ang isang sensitibong galvanometer na may midpoint, na may zero sa gitna ng sukat, ay konektado sa isa pang dayagonal. Upang sukatin ang paglaban ng risistor Rx sa pamamagitan ng pag-ikot ng trimmer R2, ang tulay ay dapat na balanse, itakda ang galvanometer na karayom sa zero.

Ang paglihis ng arrow ng aparato sa isang direksyon o iba pa ay nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang direksyon ng pag-ikot ng risistor R2. Ang halaga ng sinusukat na paglaban ay tinutukoy ng sukat na nakahanay sa hawakan ng risistor R2. Ang kondisyon ng balanse para sa tulay ay ang pagkakapantay-pantay ng mga ratio na R1 / R2 at Rx / R3. Sa kasong ito, ang isang zero potensyal na pagkakaiba ay nakuha sa pagitan ng mga puntos BC, at walang kasalukuyang dumadaloy sa galvanometer V.

Ang paglaban ng mga resistors R1 at R3 ay napili nang tumpak, ang kanilang pagkalat ay dapat na minimal. Sa kasong ito lamang, kahit na ang isang maliit na kawalan ng timbang sa tulay ay nagdudulot ng sapat na kapansin-pansing pagbabago sa boltahe ng diagonal BC. Ito ang pag-aari ng tulay na ginagamit upang ikonekta ang mga elemento ng sensing (sensors) ng iba't ibang mga analog sensor. Well, kung gayon ang lahat ay simple, isang bagay ng teknolohiya.

Upang magamit ang signal na natanggap mula sa sensor, kinakailangan ang karagdagang pagproseso nito - amplification at conversion sa isang output signal na angkop para sa paghahatid at pagproseso ng isang control circuit - isang controller. Kadalasan, ang output signal ng mga analog sensor ay kasalukuyang (analog current loop), mas madalas na boltahe.

Bakit eksakto ang kasalukuyang? Ang punto ay ang mga yugto ng output ng mga analog sensor ay batay sa kasalukuyang mga mapagkukunan. Pinapayagan ka nitong mapupuksa ang impluwensya sa output signal ng paglaban ng mga linya ng pagkonekta, gumamit ng mahabang linya ng pagkonekta.

Ang karagdagang conversion ay diretso. Ang kasalukuyang signal ay na-convert sa boltahe, kung saan ito ay sapat na upang ipasa ang kasalukuyang sa pamamagitan ng isang risistor ng isang kilalang pagtutol. Ang pagbaba ng boltahe sa pagsukat ng risistor ay nakuha ayon sa batas ng Ohm U = I * R.

Halimbawa, para sa isang kasalukuyang ng 10 mA sa kabuuan ng isang 100 Ohm risistor, isang boltahe ng 10 * 100 = 1000 mV ay makukuha, kasing dami ng 1 volt! Sa kasong ito, ang output kasalukuyang ng sensor ay hindi nakasalalay sa paglaban ng mga wire sa pagkonekta. Sa loob ng makatwirang mga limitasyon, siyempre.

Pagkonekta ng mga analog sensor

Ang boltahe na nakuha sa pagsukat ng risistor ay madaling ma-convert sa digital form na angkop para sa input sa controller. Ginagawa ang conversion gamit ang mga analog-to-digital converter na ADC.

Ang digital data ay ipinapadala sa controller sa pamamagitan ng serial o parallel code. Ang lahat ay nakasalalay sa tiyak na scheme ng koneksyon. Ang isang pinasimple na analog sensor connection diagram ay ipinapakita sa Figure 3.

Koneksyon ng analog sensor

Figure 3. Pagkonekta ng analog sensor (i-click ang larawan para palakihin)

Ang mga actuator ay konektado sa controller, o ang controller mismo ay konektado sa isang computer na bahagi ng automation system.

Naturally, ang mga analog sensor ay may kumpletong disenyo, isa sa mga elemento kung saan ay isang pabahay na may mga elemento ng pagkonekta. Bilang halimbawa, ipinapakita ng Figure 4 ang hitsura ng isang Zond-10 type gauge pressure sensor.

Gauge pressure sensor Zond-10

Figure 4. Overpressure sensor Zond-10

Sa ilalim ng sensor maaari mong makita ang pagkonekta ng thread para sa pagkonekta sa pipeline, at sa kanan sa ilalim ng itim na takip ay may isang connector para sa pagkonekta sa linya ng komunikasyon sa controller.

Ang sinulid na koneksyon ay tinatakan gamit ang isang annealed copper washer (kasama sa delivery set ng sensor), at hindi sa pamamagitan ng pag-winding up mula sa fum tape o flax. Ginagawa ito upang hindi ma-deform ang elemento ng sensor na matatagpuan sa loob kapag ini-install ang sensor.

Mga output ng analog sensor

Ayon sa mga pamantayan, mayroong tatlong saklaw ng kasalukuyang mga signal: 0 ... 5mA, 0 ... 20mA at 4 ... 20mA. Ano ang kanilang pagkakaiba, at ano ang mga tampok?

Kadalasan, ang pag-asa ng kasalukuyang output ay direktang proporsyonal sa sinusukat na halaga, halimbawa, mas mataas ang presyon sa pipe, mas malaki ang kasalukuyang sa output ng sensor. Bagama't minsan ginagamit ang inverse switching: ang isang mas malaking kasalukuyang output ay tumutugma sa pinakamababang halaga ng sinusukat na halaga sa output ng sensor. Ang lahat ay depende sa uri ng controller na ginamit. Ang ilang mga sensor ay mayroon pa ring direktang papunta sa kabaligtaran na paglipat.

Ang output signal ng 0 ... 5mA range ay napakaliit at samakatuwid ay madaling kapitan ng interference. Kung ang signal ng naturang sensor ay nagbabago sa isang pare-pareho na halaga ng sinusukat na parameter, pagkatapos ay mayroong isang rekomendasyon na mag-install ng isang kapasitor na may kapasidad na 0.1 ... 1 µF parallel sa output ng sensor. Ang isang mas matatag na kasalukuyang signal ay nasa hanay na 0 ... 20mA.

Ngunit ang parehong mga saklaw na ito ay hindi maganda dahil ang zero sa simula ng sukat ay hindi nagpapahintulot sa amin na malinaw na matukoy kung ano ang nangyari. O ang sinusukat na signal ba ay talagang umabot sa isang zero na antas, na posible sa prinsipyo, o ang linya ng komunikasyon ay naputol lang? Samakatuwid, sinusubukan nilang iwanan ang paggamit ng mga saklaw na ito, kung maaari.

Ang signal ng mga analog sensor na may kasalukuyang output sa hanay na 4… 20mA ay itinuturing na mas maaasahan. Ang kaligtasan sa ingay nito ay medyo mataas, at ang mas mababang limitasyon, kahit na ang sinusukat na signal ay may zero na antas, ay magiging 4mA, na nagpapahintulot sa amin na sabihin na ang linya ng komunikasyon ay hindi nasira.

Ang isa pang magandang tampok ng 4 ... 20mA range ay ang mga sensor ay maaaring konektado gamit lamang ang dalawang wire, dahil ito ang kasalukuyang nagpapagana sa sensor mismo. Ito ang kasalukuyang pagkonsumo nito at sa parehong oras ay isang signal ng pagsukat.

Ang power supply para sa 4… 20mA sensors ay naka-on tulad ng ipinapakita sa Figure 5. Kasabay nito, ang Zond-10 sensors, tulad ng marami pang iba, ay may malawak na hanay ng supply boltahe 10… 38V ayon sa pasaporte, bagaman ang mga pinagkukunan ng stabilized na may boltahe na 24V ay kadalasang ginagamit.

Pagkonekta ng analog sensor na may panlabas na power supply

Figure 5. Pagkonekta ng analog sensor na may panlabas na power supply

Ang diagram na ito ay naglalaman ng mga sumusunod na elemento at pagtatalaga. Ang Rsh ay ang risistor ng pagsukat ng shunt, ang Rl1 at Rl2 ay ang mga resistensya ng mga linya ng komunikasyon. Upang mapataas ang katumpakan ng pagsukat, ang isang risistor sa pagsukat ng katumpakan ay dapat gamitin bilang Rsh. Ang daloy ng kasalukuyang mula sa power supply ay ipinapakita ng mga arrow.

Madaling makita na ang output kasalukuyang ng power supply ay pumasa mula sa + 24V terminal, sa pamamagitan ng Rl1 line umabot sa sensor terminal + AO2, dumadaan sa sensor at sa pamamagitan ng sensor output contact - AO2, ang Rl2 connecting line, ang Ang Rsh risistor ay bumalik sa -24V power supply terminal. Iyon lang, ang circuit ay sarado, ang kasalukuyang ay dumadaloy.

Kung ang controller ay naglalaman ng 24V power supply, ang sensor o pagsukat ng transducer ay maaaring ikonekta ayon sa diagram na ipinapakita sa Figure 6.

Pagkonekta ng analog sensor sa isang internally powered controller

Figure 6. Pagkonekta ng analog sensor sa isang internally powered controller

Ang diagram na ito ay nagpapakita ng isa pang elemento - isang ballast risistor Rb. Ang layunin nito ay protektahan ang pagsukat ng risistor kapag ang linya ng komunikasyon ay sarado o nabigo ang analog sensor. Ang pag-install ng risistor Rb ay opsyonal, bagaman kanais-nais.

Bilang karagdagan sa iba't ibang mga sensor, ang kasalukuyang output ay ibinibigay din sa pamamagitan ng pagsukat ng mga transduser, na kadalasang ginagamit sa mga sistema ng automation.

Pagsukat ng transduser - isang aparato para sa pag-convert ng mga antas ng boltahe, halimbawa, 220V o kasalukuyang ng ilang sampu o daan-daang amperes sa isang kasalukuyang signal ng 4 ... 20mA. Dito, ang antas ng de-koryenteng signal ay na-convert lamang, at hindi isang tiyak na pisikal na dami (bilis, daloy ng rate, presyon) ay kinakatawan sa elektrikal na anyo.

Basahin ang parehong

Mga uri ng mga lampara sa dingding at mga tampok ng kanilang paggamit
Tungkol sa potensyal na pagkakaiba, electromotive force at boltahe
Ano ang maaaring matukoy ng metro, maliban sa pagkonsumo ng kuryente
Sa pamantayan para sa pagtatasa ng kalidad ng mga produktong elektrikal
Ano ang mas mahusay para sa isang pribadong bahay - single-phase o three-phase input?
Paano pumili ng isang stabilizer ng boltahe para sa isang bahay ng bansa
Peltier effect: ang mahiwagang epekto ng isang electric current
Ang pagsasanay ng mga kable at pagkonekta ng isang TV cable sa isang apartment - mga tampok ng proseso
Mga problema sa mga kable: ano ang gagawin at kung paano ayusin ang mga ito?
Fluorescent lamp T5: mga prospect at problema ng aplikasyon
Maaaring iurong socket strips: kasanayan ng paggamit at koneksyon
Mga elektronikong amplifier. Bahagi 2. Mga amplifier ng dalas ng audio
Tamang pagpapatakbo ng mga de-koryenteng kagamitan at mga kable sa isang bahay ng bansa
Mga highlight ng paggamit ng ligtas na boltahe sa bahay
Mahahalagang tool at device para sa mga nagsisimula sa pag-aaral ng electronics
Mga kapasitor: layunin, aparato, prinsipyo ng pagpapatakbo
Ano ang lumilipas na paglaban sa pakikipag-ugnay at kung paano haharapin ito
Mga relay ng boltahe: ano ang naroroon, kung paano pumili at kumonekta?
Ano ang mas mahusay para sa isang pribadong bahay - single-phase o three-phase input?
Mga kapasitor sa mga electronic circuit. Bahagi 2. Interstage na komunikasyon, mga filter, mga generator
Paano masisiguro ang ginhawa kapag hindi sapat ang power supply
Kapag bumibili ng vending machine sa isang tindahan, paano ka makatitiyak na ito ay nasa maayos na paggana?
Paano pumili ng laki ng wire para sa 12 volt lighting network
Paraan ng pagkonekta ng pampainit ng tubig at isang bomba sa kaso ng hindi sapat na kapangyarihan ng network
Inductors at magnetic field. Bahagi 2. Electromagnetic induction at inductance
Mga operational amplifier. Bahagi 2. Mainam na operational amplifier
Ano ang mga microcontroller (layunin, device, software)
Ang pagpapahaba ng buhay ng isang compact fluorescent lamp (kasambahay)
Mga circuit para sa pagpapalit ng mga operational amplifier nang walang feedback
Pagpapalit ng electrical distribution board ng apartment
Bakit hindi mo maikonekta ang tanso at aluminyo sa mga kable ng kuryente?

Dito ko hiwalay na dinala ang isang mahalagang praktikal na isyu bilang ang koneksyon ng mga inductive sensor na may output ng transistor, na nasa lahat ng pook sa modernong kagamitang pang-industriya. Bilang karagdagan, ang mga aktwal na tagubilin para sa mga sensor at mga link sa mga halimbawa ay ibinigay.

Ang prinsipyo ng activation (operasyon) ng mga sensor sa kasong ito ay maaaring maging anumang - inductive (approximation), optical (photoelectric), atbp.

Sa unang bahagi, inilarawan ang mga posibleng opsyon para sa mga output ng sensor. Dapat ay walang mga problema sa pagkonekta ng mga sensor sa mga contact (relay output). At sa mga tuntunin ng transistor at koneksyon sa controller, hindi ito gaanong simple.

Mga diagram ng koneksyon para sa mga sensor ng PNP at NPN

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga sensor ng PNP at NPN ay ang paglipat nila ng iba't ibang mga poste ng power supply. Ang PNP (mula sa salitang "Positibo") ay nagpapalipat-lipat ng positibong output ng power supply, NPN - negatibo.

Sa ibaba, para sa isang halimbawa, ang mga diagram ng koneksyon para sa mga sensor na may output ng transistor ay ibinigay. Mag-load - bilang panuntunan, ito ang input ng controller.

Sensor. Ang Load (Load) ay permanenteng konektado sa "minus" (0V), ang supply ng discrete "1" (+ V) ay inililipat ng isang transistor. NO o NC sensor - depende sa control circuit (Main circuit)

Sensor. Ang Load (Load) ay permanenteng konektado sa “plus” (+ V). Narito ang aktibong antas (discrete "1") sa output ng sensor ay mababa (0V), habang ang pagkarga ay ibinibigay ng kapangyarihan sa pamamagitan ng bukas na transistor.

Hinihimok ko ang lahat na huwag malito, ang gawain ng mga scheme na ito ay idedetalye sa ibaba.

Ang mga diagram sa ibaba ay nagpapakita ng pareho sa prinsipyo. Ang diin ay sa mga pagkakaiba sa PNP at NPN output circuits.

Mga diagram ng koneksyon para sa mga output ng sensor ng NPN at PNP

Ang kaliwang figure ay nagpapakita ng isang sensor na may isang output transistor NPN... Ang karaniwang kawad ay inililipat, na sa kasong ito ay ang negatibong kawad ng suplay ng kuryente.

Kanan - transistor case PNP sa labasan. Ang kasong ito ay ang pinaka-madalas, dahil sa modernong electronics ito ay kaugalian na gawing karaniwan ang negatibong wire ng power supply, at i-activate ang mga input ng mga controllers at iba pang mga recording device na may positibong potensyal.

Paano suriin ang isang inductive sensor?

Upang gawin ito, kailangan mong magbigay ng kapangyarihan dito, iyon ay, ikonekta ito sa circuit. Pagkatapos - buhayin (pasimulan) ito. Ang indicator ay sisindi kapag na-activate. Ngunit ang indikasyon ay hindi ginagarantiyahan ang tamang operasyon ng inductive sensor. Kailangan mong ikonekta ang load at sukatin ang boltahe sa kabuuan nito upang maging 100% sigurado.

Pagpapalit ng mga sensor

Tulad ng naisulat ko na, mayroong 4 na uri ng mga sensor na may isang output ng transistor, na nahahati ayon sa panloob na istraktura at diagram ng koneksyon:

PNP NO
PNP NC
NPN NO
NPN NC

Ang lahat ng mga uri ng sensor na ito ay maaaring mapalitan sa isa't isa, i.e. sila ay mapagpapalit.

Ginagawa ito sa mga sumusunod na paraan:

Pagbabago ng aparato sa pagsisimula - ang disenyo ay mekanikal na binago.
Pagbabago ng kasalukuyang sensor switching circuit.
Paglipat ng uri ng output ng sensor (kung may mga ganoong switch sa katawan ng sensor).
Program reprogramming - pagbabago ng aktibong antas ng input na ito, pagbabago ng algorithm ng programa.

Nasa ibaba ang isang halimbawa kung paano mo mapapalitan ang isang PNP sensor ng isang NPN sa pamamagitan ng pagpapalit ng wiring diagram:

Mga iskema ng pagpapalitan ng PNP-NPN. Sa kaliwa ay ang orihinal na circuit, sa kanan ay ang reworked isa.

Ang pag-unawa sa pagpapatakbo ng mga circuit na ito ay makakatulong upang maunawaan ang katotohanan na ang transistor ay isang pangunahing elemento na maaaring kinakatawan ng mga ordinaryong contact ng relay (mga halimbawa ay nasa ibaba, sa notasyon).

Kaya, ang diagram ay nasa kaliwa. Ipagpalagay na ang uri ng sensor ay HINDI. Pagkatapos (anuman ang uri ng transistor sa output), kapag ang sensor ay hindi aktibo, ang output na "mga contact" ay bukas, at walang kasalukuyang dumadaloy sa kanila. Kapag ang sensor ay aktibo, ang mga contact ay sarado, kasama ang lahat ng mga kasunod na kahihinatnan. Mas tiyak, na may kasalukuyang dumadaloy sa mga contact na ito)). Ang dumadaloy na kasalukuyang lumilikha ng pagbaba ng boltahe sa buong load.

Ang panloob na pagkarga ay ipinapakita na may tuldok na linya para sa isang dahilan. Ang risistor na ito ay umiiral, ngunit ang presensya nito ay hindi ginagarantiyahan ang matatag na operasyon ng sensor, ang sensor ay dapat na konektado sa input ng controller o iba pang pag-load. Ang paglaban ng input na ito ay ang pangunahing pagkarga.

Kung walang panloob na pag-load sa sensor, at ang kolektor ay "nasa hangin", kung gayon ito ay tinatawag na "bukas na kolektor ng circuit". Gumagana LAMANG ang circuit na ito sa isang konektadong pagkarga.

Kaya, sa isang circuit na may output ng PNP, sa pag-activate, ang boltahe (+ V) sa pamamagitan ng bukas na transistor ay pinapakain sa input ng controller, at ito ay isinaaktibo. Paano mo ito gagawin sa NPN?

May mga sitwasyon kapag ang kinakailangang sensor ay wala sa kamay, at ang makina ay dapat gumana "ngayon".

Tinitingnan namin ang mga pagbabago sa diagram sa kanan. Una sa lahat, ang operating mode ng output transistor ng sensor ay ibinigay. Para dito, ang isang karagdagang risistor ay idinagdag sa circuit, ang paglaban nito ay karaniwang mga 5.1 - 10 kOhm. Ngayon, kapag ang sensor ay hindi aktibo, sa pamamagitan ng isang karagdagang boltahe ng risistor (+ V) ay ibinibigay sa input ng controller, at ang input ng controller ay isinaaktibo. Kapag ang sensor ay aktibo, mayroong isang discrete "0" sa controller input, dahil ang controller input ay shunted ng isang bukas na NPN transistor, at halos lahat ng kasalukuyang ng karagdagang risistor ay dumadaan sa transistor na ito.

Sa kasong ito, mayroong isang rephasing ng sensor. Ngunit gumagana ang sensor sa mode, at ang controller ay tumatanggap ng impormasyon. Sa karamihan ng mga kaso, ito ay sapat na. Halimbawa, sa mode ng pagbibilang ng pulso - isang tachometer, o ang bilang ng mga blangko.

Oo, hindi talaga kung ano ang gusto namin, at ang mga scheme ng pagpapalitan ng npn at pnp sensor ay hindi palaging katanggap-tanggap.

Paano makamit ang buong pag-andar? Paraan 1 - mekanikal na ilipat o gawing muli ang metal plate (activator). O ang light gap sa kaso ng isang optical sensor. Paraan 2 - i-reprogram ang input ng controller upang ang discrete na "0" ay ang aktibong estado ng controller, at ang "1" ay passive. Kung mayroon kang laptop sa kamay, ang pangalawang paraan ay mas mabilis at mas madali.

Simbolo ng proximity sensor

Sa mga schematic diagram, ang mga inductive sensor (proximity sensor) ay itinalaga sa ibang paraan. Ngunit ang pangunahing bagay ay mayroong isang parisukat na pinaikot ng 45 ° at dalawang patayong linya sa loob nito. Tulad ng sa mga diagram sa ibaba.

WALANG NC sensor. Mga diagram ng eskematiko.

Ang itaas na diagram ay nagpapakita ng isang normally open (NO) contact (conventionally designated a PNP transistor). Ang pangalawang circuit ay karaniwang sarado at ang ikatlong circuit ay parehong mga contact sa parehong pabahay.

Color coding ng mga lead ng sensor

Mayroong karaniwang sistema para sa mga sensor ng label. Ang lahat ng mga tagagawa ay kasalukuyang sumusunod dito.

Gayunpaman, ito ay kapaki-pakinabang upang matiyak na ang koneksyon ay tama bago ang pag-install sa pamamagitan ng pagsangguni sa manwal ng koneksyon (mga tagubilin). Bilang karagdagan, bilang isang panuntunan, ang mga kulay ng mga wire ay ipinahiwatig sa sensor mismo, kung pinapayagan ang laki nito.

Ito ang pagmamarka.

Asul (Asul) - Minus power
Kayumanggi - Dagdag pa
Itim - Lumabas
Puti - ang pangalawang output, o control input, kailangan mong tingnan ang mga tagubilin.

Sistema ng pagtatalaga ng inductive sensor

Ang uri ng sensor ay itinalaga ng isang alphanumeric code kung saan naka-encrypt ang mga pangunahing parameter ng sensor. Nasa ibaba ang sistema ng pag-label para sa mga sikat na sensor ng Autonics.

Mag-download ng mga tagubilin at manual para sa ilang uri ng inductive sensor: Nakikita ko sa trabaho ko.

Salamat sa lahat para sa iyong pansin, naghihintay ako ng mga tanong sa pagkonekta ng mga sensor sa mga komento!