Kas yra matavimo keitiklis – veikimo principas ir taikymas

Matuoklis keitiklis yra pramoninis įrenginys, leidžiantis konvertuoti matavimo signalą iš jutiklio į analoginį arba skaitmeninį išėjimo signalą. Pagrindinė jo užduotis – leisti valdikliams ir pramoninės automatikos sistemoms nuskaityti matuojamas reikšmes, tokias kaip temperatūra, slėgis, skysčio lygis ar srautas. Matuoklis keitiklis leidžia elektrinį signalą iš jutiklio apdoroti pagal konstrukciją ir taikymo reikalavimus.

Keitikliai naudojami visur, kur reikia tiksliai stebėti technologinius procesus, o matavimo rezultatas turi būti perduotas PLC valdikliui, ekranui arba stebėjimo sistemai.

Keitiklio veikimo principas

Matuoklio keitiklio veikimo principas pagrįstas įėjimo signalo iš jutiklio konvertavimu į standartinį išėjimo signalą. Įėjimo signalas gali būti įtampos, srovės arba pasipriešinimo pokyčių forma, kaip PT100 temperatūros jutiklių atveju.

Analoginiai keitikliai konvertuoja įėjimo signalą į įtampą (0–10 V) arba srovę (4–20 mA, 0–20 mA), leidžiančią perduoti matuojamas reikšmes didesniais atstumais be žymaus signalo praradimo. Skaitmeniniai keitikliai generuoja skaitmeninį signalą, kuris gali būti perduodamas per sąsajas, tokias kaip RS-485, Modbus RTU ar kiti komunikacijos protokolai.

Matuoklių keitiklių tipai

Priklausomai nuo taikymo, keitiklius galima suskirstyti į įvairias kategorijas:

• Temperatūros keitikliai – konvertuoja signalą iš temperatūros jutiklio (termoporos, PT100) į standartinį analoginį arba skaitmeninį signalą.
• Slėgio keitikliai – konvertuoja dujų ar skysčio slėgį į elektrinį signalą, proporcingą slėgio vertei.
• Skysčio lygio ir srauto keitikliai – leidžia stebėti skysčio kiekį ar jo srautą pramoninėse sistemose.
• Ultragarsiniai keitikliai – naudoja ultragarsines bangas atstumui ar skysčio lygiui matuoti.

Kiekvienas iš šių tipų gali turėti analoginį išėjimą (0–10 V, 4–20 mA) arba skaitmeninį (Modbus, RS485), o kai kuriais atvejais keitikliai siūlo galvaninę izoliaciją, apsaugančią sistemą nuo elektros trukdžių.

Temperatūros keitiklis – taikymo pavyzdys

Temperatūros keitiklis yra vienas dažniausiai naudojamų keitiklių pramoninėje automatikoje. Pavyzdžiui, matuojant temperatūrą pramoniniame katile, reikia konvertuoti PT100 temperatūros jutiklio signalą į 4–20 mA analoginį signalą. PLC valdiklis nuskaitys srovės vertę ir galės valdyti šildymo elementus, ventiliatorius ar reguliuojamuosius vožtuvus.

Naudojant matuoklio keitiklį galima tiksliai stebėti aplinkos ir technologinio proceso temperatūrą, didinant pramoninės automatikos saugumą ir efektyvumą.

Analoginis ir skaitmeninis signalas

Matuoklių keitikliai gali veikti analoginiu arba skaitmeniniu režimu. Analoginis signalas, dažniausiai įtampa (0–10 V) arba srovė (4–20 mA), proporcingas matuojamai vertei ir perduodamas į valdiklio ar registratoriaus analoginius įėjimus.

Skaitmeninis signalas leidžia perduoti duomenis atspariau trikdžiams ir gali turėti papildomos informacijos, pvz., jutiklio identifikatorių ar įrenginio būsenos diagnostiką. Skaitmeninė sąsaja, pvz., Modbus RTU per RS485, leidžia prijungti kelis keitiklius prie vieno valdiklio, didinant sistemos lankstumą.

Galvaninė izoliacija ir apsauga nuo trikdžių

Pramoninėmis sąlygomis matuoklių keitikliai dažnai siūlo galvaninę izoliaciją tarp įėjimo ir išėjimo, apsaugančią valdymo sistemas nuo viršįtampių ir trikdžių. Galvaninė izoliacija taip pat leidžia perduoti signalus dideliais atstumais be valdiklio pažeidimo rizikos.

Panaudojimas pramoninėje automatikoje

Matuoklių keitikliai naudojami įvairiose pramoninės automatikos sistemose, kur būtina tiksliai stebėti technologinius procesus. Jie gali veikti su PLC valdikliais, SCADA sistemomis, ekranais ar komunikacijos moduliais.

Keitikliai leidžia kontroliuoti tokias reikšmes kaip temperatūra, slėgis, srautas, skysčio lygis, įtampa ar elektros srovė, o matavimo rezultatas gali būti perduodamas analogiškai arba skaitmeniškai. Tai užtikrina saugesnį, patikimesnį ir energiją taupantį pramoninių įrenginių veikimą.

Sąsajos keitikliai ir signalo standartai

Kai kurie matuoklių keitikliai atlieka sąsajos funkciją, konvertuodami signalą iš jutiklio į standartinį analoginį arba skaitmeninį signalą. Tai leidžia integruoti juos su įvairių tipų valdikliais ir stebėjimo sistemomis. Standartinis analoginis signalas gali turėti diapazoną 0–10 V, 0–20 mA arba 4–20 mA, leidžiant prijungti keitiklį prie plataus įrenginių spektro.

Keitiklių tipai pagal įėjimo signalą

• Keitikliai įtampos signalams (mV, V) – naudojami analoginėse sistemose.
• Keitikliai srovės signalams (4–20 mA, 0–20 mA) – atsparūs trikdžiams ir naudojami ilgų atstumų perdavimui.
• Analoginis-skaitmeninis keitiklis (ADC) – konvertuoja analoginį signalą į skaitmeninį tolesniam perdavimui.
• Sąsajos keitikliai Modbus/RS485 – leidžia bendrauti su keliais įrenginiais pramoniniame tinkle.

Santrauka

Matuoklio keitiklis yra nepakeičiamas pramoninės automatikos sistemos įrenginys, leidžiantis konvertuoti signalą iš jutiklio į standartinį analoginį arba skaitmeninį signalą. Tai užtikrina tikslius PLC valdiklių, ekranų ir stebėjimo sistemų matavimus. Temperatūros, slėgio, srauto ar skysčio lygio keitikliai yra technologinių procesų kontrolės pagrindas. Matuoklių keitiklių naudojimas leidžia efektyviai perduoti signalus, užtikrinti galvaninę izoliaciją, apsaugą nuo trikdžių ir optimizuoti pramoninius procesus.

Kviečiame susipažinti su mūsų pasiūlymu ir atrasti sprendimus, pritaikytus jūsų poreikiams matavimo keitiklių srityje. Susisiekite su mumis, kad sužinotumėte daugiau apie matavimo galimybes jūsų sistemoje.