Bộ khuếch đại tín hiệu 4-20mA

Mến chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình xin giới thiệu đến các bạn một thiết bị có khả năng tăng mức độ phát tín hiệu từ các loại máy móc thiết bị. Đó chính là Bộ khuếch đại tín hiệu 4-20mA, là một thiết bị được sử dụng phổ biến hiện nay trong các ứng dụng chuyển đổi tín hiệu hay khuếch đại các dạng tín hiệu analog 4-20ma, 0-20ma, 0-5v, 1-5v, 0-10v,…Và nếu các bạn đang có nhu cầu tìm hiểu cũng như chọn mua thiết bị này thì bài viết này sẽ dành cho các bạn. Các nội dung chính bao gồm khái niệm về thiết bị ? Các trường hợp cần sử dụng đến bộ khuếch đại ? Các thông số kỹ thuật cũng như các ứng dụng thực tế của thiết bị này.

Việc truyền tín hiệu giữa các thiết bị hay máy móc trong công nghiệp là việc làm hết sức sáng tạo và hiện đại của chúng ta đúng không nào. Chúng giúp cho các thiết bị có thể phối hợp hoạt động với nhau dưới sự điều khiển của một chương trình nào đó. Tuy nhiên thì không trong quá trình kết nối cũng như truyền tải tín hiệu sẽ gặp phải những sự cố nhất định như nhiễu sóng hay tín hiệu kém. Đó cũng là lúc chúng ta sử dụng đến bộ khuếch đại tín hiệu 4-20ma, 0-20ma, 0-5v, 1-5v, 0-10v,…Vậy cụ thể thiết bị này như thế nào thì chúng ta cùng nhau tìm hiểu nhé.

Bộ khuếch đại tín hiệu 4-20mA là gì ?

Trước khi vào các nội dung chính thì chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu sơ lược về dòng sản phẩm này trước nhé. Bộ khuếch đại tín hiệu 4-20ma, 0-20ma, 0-5v, 1-5v, 0-10v,…hay còn gọi là bộ cách ly, bộ chuyển đổi tín hiệu là một thiết bị công nghiệp giúp hỗ trợ trong vấn đề kết nối và truyền tín hiệu. Chúng được sử dụng như một thiết bị trung gian cho phép 2 thiết bị có thể kết nối với nhau trong nhiều trường hợp không tương thích tín hiệu hoặc nhiễu sóng. Việc có thêm một bộ khuếch đại tín hiệu trong quá trình kết nối sẽ có thể đảm bảo rằng tín hiệu sẽ được chính xác hoàn toàn từ nay phát cho đến nơi thu nhận.

Mình xin giới thiệu đến các bạn 2 dòng sản phẩm thiết bị khuếch đại tín hiệu 4-20ma, 0-20ma, 0-5v, 1-5v, 0-10v,…có model OMX333UNI và OMX102UNI. Đây là 2 dòng sản phẩm được công ty mình nhập trực tiếp tại hãng Orbit Merret – Cộng Hoà Séc, và bên mình cũng là đại lý cung cấp sản phẩm của hãng tại thị trường Việt Nam hiện nay nên về chất lượng và hậu mãi của sản phẩm thì không có gì để bận tâm nhé.

Khi nào thì chúng ta cần dùng đến Bộ khuếch đại tín hiệu 4-20mA ?

Đây cũng được xem là những ứng dụng thực tế của thiết bị này bởi nó sẽ chỉ ra rằng khi nào thì các bạn cần phải sử dụng đến bộ khuếch đại 4-20ma và đó cũng là chức năng chính của thiết bị. Cụ thể thì trong một số trường hợp sau chúng ta sẽ cần phải dùng đến thiết bị này như:

• Các thiết bị có ngõ ra 4-20mA nhưng do khoảng cách xa nên tín hiệu kém
• Tín hiệu bị sai số, chập chờn khi truyền về Trung Tâm xử lý. 
• Dao động lớn giữa lúc phát và thu. 
• PLC và thiết bị đo lường có ngõ ra và ngõ vào không tương thích với nhau. 
• Một tín hiệu 4-20mA được truyền về sử dụng tốt nhưng khi có một thiết bị khác như biến tần hay motor hoạt động thì bị chập chờn hoặc mất tín hiệu.
• Chúng ta muốn chia hay gộp tín hiệu lại để phục vụ cho mục đích riêng.

Các thông số của bộ khuếch đại tín hiệu 4-20ma:

Model OMX333UNI:

Đây là model tiêu chuẩn của hãng có khả năng nhận một luồng (1 kênh) tín hiệu vào ra và có hệ số cách ly chống nhiễu đạt 2500VAC. Cụ thể thì thông số của sản phẩm như sau:

• Model: sản phẩm có mã là OMX333UNI
• Xuất xứ: nhập khẩu từ hãng Orbit Merret – Châu Âu (Cộng Hòa Séc)
• Ngõ vào (Input): bộ khuếch đại đọc được các dạng tín hiệu như 4-20mA, 0-20mA, 0-10v, 0-5v, 1-5v
• Ngõ ra (Output): thiết bị có thể tùy chọn một trong các tín hiệu sau 4-20mA, 0-20mA, 0-10v, 0-5v, 1-5v
• Hệ số cách ly và chống nhiễu: 2500 VAC, chống nhiễu tốt trong môi trường có nhiều tác nhân sinh ra từ trường
• Sai số: thiết bị có sai số chỉ 0.1%
• Thời gian phản hồi: thời gian phản hồi tín hiệu của thiết bị chỉ 1ms, gần như chúng ta không thấy được độ trễ này
• Nguồn cấp: nguồn sử dụng cho thiết bị 10-30VDC
• Nhiệt độ làm việc: hoạt động tốt trong khoảng nhiệt -20-60°C
• Thời gian bảo hành: lên đến 18 tháng, 1 đổi 1 nếu có phát sinh lỗi từ nhà sản xuất
• Cài đặt dễ dàng thông qua các dip switch và bằng phần mềm.

Model OMX102UNI:

Dòng này khác model OMX333UNI ở chỗ là có hệ số cách ly chống nhiễu cao hơn lên đến 4000VAC, có 2 kênh tín hiệu ra-vào, có màn hình để dễ dàng hiệu chỉnh thông số. Các thông số cần quan tâm như sau:

• Model: sản phẩm có mã là OMX102UNI
• Xuất xứ: nhập khẩu từ hãng Orbit Merret – Châu Âu (Cộng Hòa Séc)
• Ngõ vào (Input): bộ khuếch đại đọc được các dạng tín hiệu như 2 kênh 4-20mA, 0-20mA, 0-10v, 0-5v, 1-5v, pt100, can nhiệt các loại, điện trở,…
• Ngõ ra (Output): thiết bị có thể tùy chọn một trong các tín hiệu như 2 kênh 4-20mA, 0-20mA, 0-10v, 0-5v, 1-5v
• Hệ số cách ly và chống nhiễu: 4000 VAC, chống nhiễu tốt trong môi trường có nhiều tác nhân sinh ra từ trường
• Sai số: thiết bị có sai số chỉ 0.1%
• Thời gian phản hồi: thời gian phản hồi tín hiệu của thiết bị chỉ 1ms, gần như chúng ta không thấy được độ trễ này
• Nguồn cấp: nguồn sử dụng cho thiết bị 10-30VDC
• Nhiệt độ làm việc: hoạt động tốt trong khoảng nhiệt -20-60°C
• Thời gian bảo hành: lên đến 18 tháng, 1 đổi 1 nếu có phát sinh lỗi từ nhà sản xuất
• Cài đặt dễ dàng thông qua các dip switch và bằng phần mềm
• Có màn hình hiển thị dạng LED

Bộ khuếch đại tín hiệu analog 4-20ma Lumel:

Đây là dòng thiết bị được công ty BFF mới nhập về thời gian gần đây để cung cấp cho thị trường Việt Nam. Dòng này có chức năn tương đương so với các dòng khuếch đại tín hiệu 4-20mA khác. Tuy nhiên lợi thế ở chỗ là thiết bị này có giá thành rất tốt, có thể nói là một trong những bộ thiết bị có giá tốt nhất trên thị trường hiện nay tính đến thời điểm hiện tại. Các bạn tham khảo một vài thông số của thiết bị này như sau:

• Model: sản phẩm có mã là P15555555F0000M0
• Xuất xứ: được nhập khẩu từ hãng Lumel – Ba Lan
• Ngõ vào: 1 kênh có thể nhận được các loại như 4-20ma, 0-20mA, 1-5mA
• Ngõ ra: xuất ra được 2 kênh có các dạng tín hiệu như 4-20ma, 0-20mA
• Hệ số cách ly chống nhiễu: 2300VAC, với hệ số này đảm bảo rất tốt trong việc chống nhiễu
• Nguồn cấp: 20..40VDC/ 20..60VDC hoặc 60..300VAC/DC
• Thời gian phản hồi: dưới 50 ms
• Sai số: chỉ +-0.2%
• Nhiệt độ làm việc: -25÷70°C
• Tiêu chuẩn bảo vệ: chống bụi và chống nước đạt IP40
• Kích thước tổng thể: 22.5 x 65.5 x 106.5 mm
• Lắp đặt: dạng gắn tủ điện DIN rail
• Thời gian bảo hành: 12 tháng 1 đổi 1 nếu có phát sinh lỗi do nhà sản xuất.
• Thiết bị thường có sẵn hàng với số lượng lớn.
• Đạt các tiêu chuẩn khắc khe của Châu Âu

Ứng dụng thực tế của bộ khuếch đại tín hiệu như thế nào ?

Trong phần này mình sẽ đưa ra một số ứng dụng mà bộ khuếch đại tín hiệu 4-20mA, 0-20mA, 0-10v, 0-5v, 1-5v,…thường được sử dụng nhất để các bạn có thêm cái nhìn tổng quan hơn nhé. Cụ thể thì chúng được dùng trong các trường hợp như:

Khuếch đại tín hiệu analog 4-20ma:

Giả sử chúng ta có một cảm biến đo lường chất lỏng có ngõ ra tín hiệu là dạng analog 4-20ma. Chúng ta muốn truyền tín hiệu này về PLC để có thể điều khiển thông qua chương trình đã được lập trình sẵn. Tuy nhiên vấn đề là khoảng cách từ cảm biến đến PLC quá xa nên dẫn đến sai số hay bị nhiễu trong quá trình truyền và kết nối. Lúc này để giải quyết thì ta lắp một bộ khuếch đại tín hiệu 4-20ma ở giữa 2 thiết bị, và lúc này thì việc kết nối sẽ được diễn ra bình thường và chính xác. Để dễ hình dung thì các bạn có thể tham khảo sơ đồ mô tả bên dưới nhé.

Chuyển đổi tín hiệu:

Giả sử mình cũng có một cảm biến áp suất nhưng ngõ ra không phải là dạng analog 4-20ma mà là 0-10v chẳng hạn, mình muốn truyền tín hiệu đến PLC như ứng dụng trên. Tuy nhiên thì các bạn đã biết các ngõ vào của PLC hiện nay chỉ nhận được tín hiệu dạng analog 4-20ma hay modbus RTU mà thôi. Lúc này thì bộ khuếch đại tín hiệu sẽ có chức năng đồng bộ tín hiệu giữa 2 thiết bị bằng cách chuyển đổi từ 0-10v sang 4-20ma. Và khi đó thì việc truyền tải tín hiệu cũng sẽ diễn ra bình thường. Các bạn có thể tham khảo sơ đồ mô tả bên dưới nhé.

Bộ điều khiển tín hiệu 4-20ma:

Nếu chúng ta cần một thiết bị có khả năng khuếch đại tín hiệu, có khả năng chuyển đổi tín hiệu và đặc biệt hơn cả là có khả năng hiển thị được các giá trị đo đạc của cảm biến. Đó chính là bộ điều khiển và hiển thị mà bên mình đang cung cấp, sản phẩm là một màn hình hiển thị kết hợp nhiều tính năng khác nhau để chúng ta có thể sử dụng trong những ứng dụng đặc biệt. 

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng điều khiển tín hiệu 4-20ma có model là OMX402UNI được Công Ty mình nhập khẩu từ hãng Orbit Merret, đây cũng là hãng sản xuất các dòng chuyển đổi hay khuếch đại tín hiệu mình vừa giới thiệu bên trên đấy các bạn nhé. Các bạn có thể tham khảo một vài thông số kỹ thuật của bộ điều khiển dưới đây.

• Model: sản phẩm có mã là OM402UNI
• Xuất xứ: được bên mình nhập khẩu từ hãng Orbit Merret – Cộng Hoà Séc
• Ngõ vào (Input): các dạng tín hiệu nhiệt độ Pt100, can nhiệt S, K, T, E, R,…Tín hiệu dòng analog như 4-20ma, 0-20ma, 0-10v, 0-5v,…Các tín hiệu biến trở 2 dây, 3 dây. Đọc được tín hiệu ngõ vào dạng mV lớn nhất lên đến +/-1200mV
• Ngõ ra (Output): là tín hiệu 0-5v, 0-10v, 4-20ma, 0-20ma,…tín hiệu Relay ON/OFF. Bên cạnh đó còn có ngõ ra dạng Modbus RTU rs485
• Màn hình hiển thị: có 4 led, 6 led, 7 led, 9 led, 11 led,… tùy vào các ứng dụng khác nhau mà chọn màn hình cho phù hợp.
• Sai số: chỉ 0.1% trong quá trình chuyển đổi, hiển thị trên toàn dãy đo.
• Nguồn cấp: 220VAC hoặc 24VDC có thể tùy chọn.
• Số kênh: 01 kênh kết nối tương ứng với một cảm biến
• Truyền dữ liệu: 14 bit
• Hệ số cách ly chống nhiễu: đạt 4000VAC
• Thời gian đáp ứng: 20ms rất nhanh chóng
• Nhiệt độ làm việc: trong khoảng -10÷60°C
• Kiểu lắp: trên mặt tủ
• Cài đặt: bằng Dip Switch và Software
• Sản phẩm được bảo hành: 18 tháng, 1 đổi 1 khi có sự cố do nhà sản xuất.

Lời kết:

Trên đây là các thông tin liên quan đến bộ khuếch đại tín hiệu 4-20ma hy vọng sẽ giúp ích cho những bạn cần tìm hiểu. Ngoài ra mình còn cung cấp các loại khuếch đại, chuyển đổi và cách ly tín hiệu khác nhau có giá cạnh tranh trên thị trường, các bạn có thể tham khảo thêm nhé. Mọi thắc mắc các bạn vui lòng liên hệ mình qua các thông tin sau:

Phone – Zalo: 0779 81 81 84 (An Nguyễn)

Email: An.nguyen@bff-tech.com

Bộ Chuyển Đổi Tín hiệu PT100 sang Modbus RS485

Bộ Chia Tín Hiệu 4-20mA