Mời bạn đọc cùng triviettech theo dõi nội dung bài viết :“Lập trình Analog trong PLC (4–20mA – 0–10V) – Scaling – Filtering & Chống nhiễu tín hiệu công nghiệp“
1. Analog PLC trong hệ thống tự động hóa công nghiệp
Trong hệ thống tự động hóa công nghiệp, PLC không chỉ xử lý tín hiệu digital mà còn phải xử lý tín hiệu analog liên tục.
Các tín hiệu analog thường đại diện cho:
- nhiệt độ
- áp suất
- lưu lượng
- mức chất lỏng
- vị trí
Trong một hệ thống điều khiển điển hình:
Ví dụ:
- sensor áp suất 4–20mA
- PLC đọc tín hiệu
- scaling sang đơn vị bar
- PID control
- output điều khiển van
Để hiểu tổng thể hệ thống PLC automation, xem thêm:
👉 Lập trình PLC & HMI trong tự động hóa công nghiệp.
2. Chuẩn tín hiệu analog phổ biến
Trong công nghiệp, hai chuẩn analog phổ biến nhất:
- 4–20mA
- 0–10V
2.1 Tín hiệu 4–20mA
Đây là chuẩn tín hiệu phổ biến nhất trong nhà máy.
Ưu điểm:
- chống nhiễu tốt
- truyền xa (100–500m)
- phát hiện dây đứt
| giá trị | dòng |
|---|---|
| 0% | 4mA |
| 50% | 12mA |
| 100% | 20mA |
Nếu dây đứt:
PLC → Sensor fault
2.2 Tín hiệu 0–10V
Thường dùng cho:
- biến tần
- servo driver
- HVAC
Nhược điểm:
- dễ nhiễu
- truyền xa kém
3. PLC đọc tín hiệu analog như thế nào
PLC không đọc trực tiếp dòng 4–20mA.
Module analog sử dụng ADC (Analog to Digital Converter).
Ví dụ PLC của Siemens:
| tín hiệu | raw value |
|---|---|
| 4mA | 0 |
| 20mA | 27648 |
PLC đọc RAW DATA, sau đó cần scaling.
4. Scaling tín hiệu analog trong PLC
Scaling chuyển đổi:
Ví dụ:
Sensor áp suất:
PLC đọc:
Công thức:
4.1 Code PLC
Scaling cực kỳ quan trọng khi dùng cho:
- PID control
- process control
- flow control
5. Offset trong tín hiệu 4–20mA
Do tín hiệu bắt đầu từ 4mA, cần offset correction.
| dòng | giá trị |
|---|---|
| 4mA | 0 |
| 20mA | 100 |
Công thức:
6. Filtering tín hiệu analog trong PLC
Nguồn nhiễu:
- biến tần
- motor
- relay
- switching power supply
6.1 Moving Average Filter
Ưu điểm:
- đơn giản
- giảm nhiễu tốt
6.2 Low Pass Filter
Code PLC:
7. Scan cycle ảnh hưởng đến tín hiệu analog
Ví dụ:
Analog update = 100 ms
Scan time ảnh hưởng:
- tốc độ phản hồi
- hiệu quả filtering
8. Nhiễu tín hiệu analog trong nhà máy
Nguồn nhiễu:
- biến tần
- ground loop
- cable routing sai
9. Thiết kế chống nhiễu tín hiệu analog
Nguyên tắc:
- dùng shield cable
- ground một đầu
- tách cable motor
10. Analog Output trong PLC
PLC có thể điều khiển:
- biến tần
- control valve
- PID control
Scaling:
11. Case study thực tế – nhiễu analog
Triệu chứng:
- áp suất dao động ±0.8 bar
- PID mất ổn định
Nguyên nhân:
Giải pháp:
- tách cable tray
- dùng shield cable
- thêm low pass filter
12. Ladder Logic xử lý analog
Pseudo ladder:
Ứng dụng:
- điều khiển nhiệt độ
- điều khiển áp suất
- điều khiển lưu lượng
13. Checklist thiết kế analog PLC
✔ chọn chuẩn tín hiệu đúng
✔ scaling chính xác
✔ filtering hợp lý
✔ chống nhiễu cable
✔ kiểm tra ground loop
14. So sánh 4–20mA và 0–10V
| Tiêu chí | 4–20mA | 0–10V |
|---|---|---|
| chống nhiễu | rất tốt | trung bình |
| khoảng cách | xa | ngắn |
| phát hiện dây đứt | có | không |
| ứng dụng | process control | HVAC |
15. FAQ – PLC Analog
PLC analog scaling là gì?
Là quá trình chuyển:
Vì sao 4–20mA phổ biến hơn?
Vì:
- chống nhiễu tốt
- truyền xa
- phát hiện dây đứt
Làm sao giảm nhiễu analog?
- shield cable
- tách cable tray
- dùng isolator
- dùng filtering
16. Kết luận
Lập trình analog PLC là nền tảng của process automation.
Một hệ thống analog ổn định cần:
- scaling chính xác
- filtering hợp lý
- thiết kế chống nhiễu tốt
- chương trình PLC tối ưu
https://triviettech.com.vn/ – https://tudonghoatriviet.com/ chuyên cung cấp các sản phẩm tự động hóa chính hãng, cam kết:
✓100% sản phẩm chính hãng – đầy đủ CO, CQ
✓ Tư vấn kỹ thuật, hỗ trợ lắp đặt
✓ Vận hành tận nơi – bảo hành đúng chuẩn theo hãng
