Integration of pressure sensors into the PLC

用于获取压力传感器信号的传统电流环路的构造存在一些隐患,尤其是在不仅要将信号传输到PLC,还必须连接本地指示器的情况下。以压力传感器(工业上最常用的输出电流信号范围为4 -20mA)连接至PLC为例。

在当前电流环路的设计中不断出现混淆情况,因为在日常操作中往往会忽略基本的技术知识。举例如下:当传感器连接至PLC时,经常使用“单线设计”。像这样,3线传感器被连接到外部电源单元,然后通过附加电线连接到PLC。但经常被忽略的重要一点是,该系统仅在两个部件被连接到同一电源的情况下工作。当2线传感器应以4-20 mA的输出连接时,这一点变得尤为明显:有三根电线可供使用,但压力传感器只提供两个接口。此时电流和信号配线的清晰分配和布线并不容易。(另请参见主图:“单线设计”:正确连接3线和2线压力传感器)。

额外连接本地指示器至PLC

Integration of pressure sensors into the PLC

连接压力传感器至PLC

当读取测量值的本地数字指示器被连接到电路时,这会变得更复杂,以2线制仪器为例。普遍认为压力传感器将测量的压力转换成电流值,其传输范围为4-20mA。中间值是成比例的。为了能够在本地读取测量值,最简单的方法是将所需的数字指示器直接连接到电流回路中,并通过此方式供电。

由于数字指示器和压力传感器被串联在电路中,因此必须检查PLC是否供能充足。这时往往需要根据制造商的不同到各个组件的数据表的一系列术语中去查找。用户必须严格检查这些功能数据的兼容性,以便传感器,指示器和PLC内部的自动信号处理工作能正常进行。由于电路的串联连接以及示例中选择的4-20 mA信号范围,20 mA 时,PLC的电压必须等于传感器和指示器的两个最小工作电压之和。只有这样,信号才能达到4-20 mA的全范围。电压的过低首先会表现在压力的上升上:即使在最高压力下,也无法达到20 mA,因此系统压力10 MPa最大值将显示为8.5 MPa。

一些制造商已经认识到这种复杂性,因此额外规定了他们的仪器所需的“负载”(即电阻)。 当传感器和指示器的电阻之和小于PLC输入卡的最大负载时,电流环路可正常工作。


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