สัญญาณเอาต์พุตของเครื่องวัดการไหล: วิธีส่งข้อมูลการไหลไปยัง PLC, SCADA หรือระบบคลาวด์

สัญญาณเอาต์พุตของมิเตอร์วัดการไหล คือวิธีที่มิเตอร์ส่งค่าที่อ่านได้ไปยังระบบอื่น เช่น PLC, หน้าจอ SCADA, เครื่องบันทึกแบบไร้กระดาษ หรือแพลตฟอร์มคลาวด์ การเลือกเอาต์พุตผิดเป็นหนึ่งในสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดที่ทำให้มิเตอร์ใหม่ "ทำงานบนหน้าจอ" แต่ไม่แสดงค่าใดๆ หรือแสดงค่าที่ไม่ถูกต้องในห้องควบคุม มิเตอร์วัดการไหลในอุตสาหกรรม ส่วนใหญ่มีเอาต์พุตหลายแบบ ดังนั้นคำถามคือควรเลือกแบบใดให้เหมาะสมกับงาน คำตอบสั้นๆ คือ ใช้ 4-20mA สำหรับอัตราการไหล, พัลส์สำหรับค่ารวม, Modbus RS485 เมื่อต้องส่งค่าหลายค่าผ่านสายเคเบิลเส้นเดียว และ GPRS เมื่อไม่มีสายเคเบิลเลย

คำตอบด่วน

สัญญาณเอาต์พุตของเครื่องวัดการไหลคืออะไร?

สัญญาณเอาต์พุตของมิเตอร์วัดการไหลเป็นสัญญาณไฟฟ้า ไม่ว่าจะเป็นแบบอนาล็อกหรือดิจิทัล ซึ่งแสดงถึงค่าที่วัดได้ เช่น อัตราการไหล หรือปริมาณการไหลรวม ตัวส่งสัญญาณจะแปลงค่าที่อ่านได้จากเซ็นเซอร์ให้เป็นสัญญาณนั้น เพื่อให้อุปกรณ์อื่นสามารถอ่านค่าได้โดยไม่ต้องมองที่หน้าจอแสดงผล

รูปแบบเอาต์พุตห้าแบบครอบคลุมการติดตั้งเกือบทุกรูปแบบ:

• 4-20mA: วงจรไฟฟ้ากระแสตรงแบบอนาล็อกที่แปรผันตามอัตราการไหล
• ชีพจร / ความถี่: กระแสของพัลส์ โดยแต่ละพัลส์มีปริมาตรหรือมวลคงที่
• RS485 (Modbus RTU): การเชื่อมต่อแบบอนุกรมดิจิทัลที่ส่งค่าหลายค่าผ่านสายไฟสองเส้น
• ฮาร์ท / โปรฟิบัส: โปรโตคอลดิจิทัลที่ใช้ในโรงงานกระบวนการขนาดใหญ่
• รีเลย์: ขั้วต่อเปิด/ปิดสำหรับสัญญาณเตือนและการควบคุมอย่างง่าย

คุณควรเลือกสัญญาณเอาต์พุตแบบใด?

ผลลัพธ์ที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับความต้องการของระบบรับสัญญาณและระยะทางที่สัญญาณต้องเดินทาง ตารางด้านล่างนี้เปรียบเทียบสัญญาณทั้งห้าประเภท

ระยะทางที่ระบุไว้ข้างต้นเป็นค่าทั่วไปในอุตสาหกรรม ขีดจำกัดที่แท้จริงขึ้นอยู่กับสายเคเบิล แหล่งจ่ายไฟ และตัวรับสัญญาณ

4-20mA: สัญญาณเริ่มต้นสำหรับการวัดอัตราการไหล

เอาต์พุต 4-20mA ส่งกระแสไฟฟ้าระหว่าง 4 mA ถึง 20 mA ซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของอัตราการไหล ในการตั้งค่ามาตรฐาน 4 mA หมายถึงอัตราการไหลเป็นศูนย์ และ 20 mA หมายถึงค่าสูงสุดที่ตั้งไว้ในตัวส่งสัญญาณ

ตัวอย่าง: มิเตอร์มีช่วงการวัด 0–50 m³/h ค่าที่อ่านได้ 12 mA หมายความว่า (12 − ​​4) ÷ 16 × 50 = 25 m³/h

สิ่งที่ควรตรวจสอบก่อนทำการเดินสายไฟ:

• แบบแอคทีฟหรือแบบพาสซีฟ (2 ​​สายหรือ 4 สาย)ตัวส่งสัญญาณแบบ 2 สาย (ใช้พลังงานจากวงจร) จะดึงพลังงานจากวงจร ดังนั้นอินพุตของ PLC หรือแหล่งจ่ายไฟ DC 24 V ภายนอกจะต้องจ่ายไฟให้ ส่วนตัวส่งสัญญาณแบบ 4 สายจะมีแหล่งจ่ายไฟของตัวเองและจ่ายกระแสไฟได้เอง การเชื่อมต่อเอาต์พุตแบบแอคทีฟเข้ากับอินพุต PLC แบบแอคทีฟ หรือเอาต์พุตแบบพาสซีฟเข้ากับอินพุตแบบพาสซีฟ มักเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดวงจรตาย (dead loop)
• ครอบคลุมพื้นที่สองแห่งค่า 20 mA ในตัวส่งสัญญาณและการปรับสเกลใน PLC ต้องตรงกัน มิเตอร์ที่มีช่วงการวัด 0–50 m³/h เมื่อปรับสเกลเป็น 0–100 m³/h ใน PLC จะอ่านค่าได้ครึ่งหนึ่งพอดี
• สัญญาณความผิดพลาดเครื่องส่งสัญญาณหลายตัวจะขับกระแสลูปต่ำกว่า 4 mA หรือสูงกว่า 20 mA (เช่น 3.6 mA หรือ 21 mA) เพื่อแสดงความผิดปกติ ตั้งค่า PLC ให้ส่งสัญญาณเตือนแทนที่จะอ่านค่าเหล่านั้นเป็นค่าการไหล

สัญญาณ 4-20mA แสดงให้เห็นว่าของเหลวกำลังเคลื่อนที่เร็วแค่ไหนในขณะนี้ การรวมสัญญาณนั้นในช่วงเวลาหนึ่งภายใน PLC จะให้ค่ารวม แต่ค่าความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยจะสะสมกันไปเรื่อยๆ ในแต่ละวัน ทำให้ค่ารวมของ PLC คลาดเคลื่อนจากค่ารวมที่แสดงบนมิเตอร์เอง สำหรับการคำนวณค่ารวม ควรใช้สัญญาณพัลส์หรือ Modbus แทน

สัญญาณเอาต์พุตแบบพัลส์: สัญญาณที่เหมาะสมสำหรับการรวมผล

เอาต์พุตแบบพัลส์จะส่งสัญญาณพัลส์หนึ่งครั้งต่อปริมาณคงที่ที่ไหลผ่านมิเตอร์ เช่น 1 พัลส์ต่อลิตร หรือ 0.25 มิลลิลิตรต่อพัลส์ ตัวรับสัญญาณจะนับจำนวนพัลส์และคูณด้วยค่าพัลส์ (มักเรียกว่าค่า K) เพื่อให้ได้ค่ารวม

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบเอาต์พุตพัลส์ เป็นตัวเลือกที่นิยมใช้กันทั่วไปสำหรับ:

• การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงและน้ำมัน
• การผสมและการบรรจุ
• การให้สารเคมีในปริมาณน้อยด้วยอัตราการไหลต่ำ

ในโครงการจ่ายสารเคมีสำหรับโรงบำบัดน้ำแห่งหนึ่ง อัตราการไหลที่ต้องการอยู่ที่เพียง 8–50 มล./นาที ดังนั้นค่าพัลส์ของไมโครมิเตอร์วัดการไหลจึงต้องมีขนาดเล็กพอที่ PLC จะยังคงได้รับพัลส์หลายพัลส์ต่อนาที ในอีกโครงการหนึ่ง สายจ่ายสารเติมแต่งระบุว่าเอาต์พุตพัลส์ ต้องเป็น PNP เพื่อให้ตรงกับอินพุต PLC ที่มีอยู่

สิ่งที่ต้องตั้งค่าหรือขอ:

• ค่าชีพจรเลือกค่าเพื่อให้ความถี่พัลส์ที่อัตราการไหลสูงสุดต่ำกว่าค่าที่อินพุตตัวนับของ PLC สามารถอ่านได้
• PNP, NPN หรือตัวเก็บรวบรวมแบบเปิดเลือกประเภทอินพุตของ PLC ให้ตรงกัน เอาต์พุตแบบ Open-collector ต้องใช้ตัวต้านทานแบบ pull-up และแหล่งจ่ายไฟ โดยต่อสายในลักษณะเดียวกับในตัวอย่างนี้การเดินสาย PLC ของมิเตอร์แม่เหล็ก ตัวอย่าง.
• ความกว้างของพัลส์สัญญาณพัลส์ที่มีความยาวสั้นมากอาจถูกมองข้ามไปได้หากใช้การป้อนข้อมูลที่ช้า หรือหากใช้ PLC ที่มีเวลาสแกนนาน

Modbus RS485: ส่งค่าหลายค่าผ่านสายเคเบิลเส้นเดียว

Modbus RTU ผ่าน RS485 เป็นการเชื่อมต่อแบบดิจิทัล: ระบบ PLC หรือ SCADA (ตัวหลัก) จะขอค่าจากมิเตอร์ (ตัวรอง) ที่เก็บไว้ในรีจิสเตอร์ที่มีหมายเลขกำกับ และมิเตอร์จะตอบกลับมา สายคู่บิดเกลียวหนึ่งเส้นสามารถส่งข้อมูลอัตราการไหล ปริมาณรวม อุณหภูมิ ความหนาแน่น สัญญาณเตือน และการวินิจฉัยต่างๆ ได้ และบัสหนึ่งตัวสามารถเชื่อมต่อมิเตอร์ได้หลายตัว

การตั้งค่าที่ต้องตรงกันทั้งสองฝั่ง:

คำแนะนำเกี่ยวกับการต่อสายไฟ:

• เชื่อมต่อจุด A กับ A และจุด B กับ B; การสลับสาย A/B เป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดที่ทำให้มิเตอร์ใหม่ไม่ทำงาน
• ใช้สายเคเบิลแบบคู่บิดเกลียวหุ้มฉนวน เชื่อมต่อมิเตอร์แบบอนุกรม (ไม่ใช่แบบดาว) และติดตั้งตัวต้านทานปลายสายขนาด 120 โอห์มที่ปลายทั้งสองด้านของสายยาว
• ตรวจสอบโปรโตคอล ไม่ใช่แค่พอร์ตมิเตอร์บางรุ่นมีทั้งพอร์ต RS485 ที่ใช้โปรโตคอลของผู้ผลิต และพอร์ต RS485 ที่ใช้ Modbus สำหรับระบบ PLC หรือ SCADA ควรสั่งซื้อรุ่นที่ใช้ Modbus

HART และ Profibus: เมื่อพืชใช้งานพวกมันอยู่แล้ว

HART เพิ่มสัญญาณดิจิทัลเข้าไปบนวงจร 4-20mA ดังนั้นสายไฟสองเส้นเดียวกันจึงส่งทั้งข้อมูลอัตราการไหลแบบอนาล็อกและข้อมูลดิจิทัล เช่น ผลรวม การวินิจฉัย และการกำหนดค่า HART มีประโยชน์เมื่อโรงงานมีอินพุต DCS หรืออุปกรณ์สื่อสารแบบพกพาที่รองรับ HART อยู่แล้ว

Profibus-PA และ Profibus-DP เป็นเครือข่ายฟิลด์บัสที่ใช้ในโรงงานขนาดใหญ่ โดยส่วนใหญ่อยู่ในยุโรป ควรเลือกใช้เฉพาะเมื่อระบบควบคุมสร้างขึ้นบน Profibus อยู่แล้ว มิเช่นนั้น 4-20mA บวก Modbus ก็ครอบคลุมความต้องการส่วนใหญ่ได้ในราคาที่ต่ำกว่า

จะส่งข้อมูลการไหลไปยัง SCADA, คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล หรือระบบคลาวด์ได้อย่างไร?

ข้อมูลการไหลจะถูกส่งไปยัง SCADA, คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล หรือระบบคลาวด์โดยหนึ่งในสี่เส้นทาง ขึ้นอยู่กับว่าข้อมูลจะต้องไปที่ใดและมีอะไรอยู่แล้วบ้างในสถานที่นั้น

เส้นทางที่ 3 เหมาะสำหรับสถานที่ที่ต้องการบันทึกข้อมูลมากกว่าการควบคุม เครื่องบันทึกแบบไร้กระดาษ รับอินพุต 4-20mA และพัลส์ จัดเก็บข้อมูล และส่งไปยังพีซีผ่าน RS485 หรืออีเธอร์เน็ต

เส้นทางที่ 4 เหมาะสำหรับพื้นที่ห่างไกล เครื่องวัดการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้า GPRS ทำงานด้วยแบตเตอรี่และส่งค่าที่วัดได้ผ่านเครือข่ายมือถือ จึงไม่จำเป็นต้องใช้สายไฟหรือสายสัญญาณ เมื่อเครื่องวัดมีเอาต์พุตแบบพัลส์หรือ Modbus เท่านั้น เกตเวย์ 4G หรือ NB-IoT ของบริษัทอื่นสามารถอ่านค่าและส่งต่อไปยังแพลตฟอร์มคลาวด์ได้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเกตเวย์รองรับโปรโตคอลของเครื่องวัดและช่วงเวลาการรายงานเหมาะสมกับงาน: ข้อมูลรายชั่วโมงเหมาะสำหรับการเรียกเก็บเงิน แต่ช้าเกินไปสำหรับการควบคุม

ตัวเลือกเอาต์พุตจากเครื่องวัดการไหล SILVER Series

ตารางแสดงรายการผลลัพธ์ที่มีให้เลือกในแต่ละซีรี่ส์ ชุดค่าผสมที่แน่นอนจะขึ้นอยู่กับรหัสรุ่น ดังนั้นโปรดระบุผลลัพธ์ที่ต้องการในคำถามของคุณ

ในการสั่งซื้อครั้งก่อนๆ ผู้ใช้งานไอน้ำมักเลือกมิเตอร์วัดกระแสน้ำวนที่มีทั้งกระแส 4-20mA และ RS485 เพื่อให้ห้องควบคุมได้รับอัตราอนาล็อกที่รวดเร็ว และระบบพลังงานสามารถอ่านค่ารวมผ่าน Modbus ได้

ข้อผิดพลาดในการเดินสายไฟที่พบบ่อยและวิธีแก้ไข

ไม่แน่ใจว่าต้องการผลลัพธ์แบบใด?

ส่งรายละเอียดสี่อย่างมาให้เรา แล้ววิศวกรของเราจะแนะนำมิเตอร์และกำลังไฟที่เหมาะสมให้ภายใน 24 ชั่วโมง:

• ประเภทของมิเตอร์ หรือขนาดของของเหลวและท่อ
• อุปกรณ์ใดจะรับสัญญาณ (โมเดล PLC, SCADA, เครื่องบันทึก หรือแพลตฟอร์มคลาวด์)
• ระยะทางของสายเคเบิลและแหล่งจ่ายไฟที่มีอยู่
• ไม่ว่าคุณจะต้องการอัตราการไหล ปริมาณรวม หรือทั้งสองอย่าง

โปรดติดต่อวิศวกรของเรา พร้อมรายละเอียดเหล่านี้ หรือแนบรูปถ่ายการ์ดอินพุต PLC หรือแผนผังการเดินสายไฟมาด้วย