Trước tiên, xác định bạn cần biết trạng thái hay giá trị
Để biết cửa có đóng hay không, chỉ cần phân biệt hai trạng thái; để biết mực nước trong bồn cao bao nhiêu, cần biết một giá trị thay đổi liên tục. Trường hợp đầu thường sử dụng I/O rời rạc, còn trường hợp sau thường sử dụng tín hiệu analog. Bộ thu phát quang I/O rời rạc mở rộng khoảng cách truyền các trạng thái tương ứng, còn bộ thu phát quang analog mở rộng khoảng cách truyền tín hiệu đo dòng điện hoặc điện áp phù hợp. Hai loại có thể cùng xuất hiện trong một dự án, nhưng không thể thay thế nhau chỉ vì đều kết nối với đầu nối và cáp quang.
Ví dụ, trạng thái đóng và mở của tiếp điểm từ cửa được truyền đến đầu vào cảnh báo trong phòng điều khiển, còn tín hiệu 4–20mA từ bộ truyền tín hiệu mức chất lỏng được truyền đến đầu vào analog của PLC. Cảnh báo mức chất lỏng cao cũng có thể được báo qua một tiếp điểm công tắc khác, nhưng tiếp điểm đó chỉ cho biết ngưỡng đã bị vượt qua hay chưa và không thể cho biết đầy đủ giá trị mức chất lỏng. Trước khi chọn model, hãy ghi rõ tín hiệu gốc là gì và đầu xa cần thông tin nào. Điều này giúp tránh mua nhầm thiết bị truyền trạng thái cảnh báo cho nhu cầu đo lường.
DI, DO, AI và AO nằm ở đâu trong đường tín hiệu?
DI là đầu vào số hoặc rời rạc, DO là đầu ra tương ứng; AI là đầu vào analog và AO là đầu ra analog. Đầu vào thường thu nhận thông tin từ tín hiệu hiện trường, còn đầu ra cung cấp tín hiệu phù hợp cho thiết bị nhận từ xa. Một thiết bị đa dịch vụ có thể đồng thời có các giao diện này, nhưng số lượng, chiều truyền và tổ hợp thực tế vẫn cần được xác nhận theo model. Không thể đơn giản coi số giao diện là số kênh hai chiều.
Đường đo từ cảm biến đến PLC có thể được biểu diễn là AI phía hiện trường đến AO phía xa, sau đó kết nối với AI của PLC. Khi PLC gửi giá trị đặt dòng điện xuống cơ cấu chấp hành tại hiện trường, chiều truyền được đảo ngược; khả năng cung cấp đồng thời đường truyền ngược này phải được xác nhận riêng. Khi đánh dấu đầu gửi và đầu nhận, cần căn cứ vào chiều truyền của dịch vụ cụ thể, tránh luôn gọi toàn bộ thiết bị là bộ phát và bỏ sót kênh theo chiều còn lại.
I/O rời rạc cũng cần kiểm tra dạng điện
Bản thân tiếp điểm khô không chủ động cung cấp điện áp phát hiện tương ứng, chẳng hạn một bộ tiếp điểm trong rơ-le; tiếp điểm ướt thường có tín hiệu điện áp bên ngoài trong điều kiện giao tiếp. Phải kiểm tra trong hướng dẫn thực tế xem đầu vào thiết bị phát hiện tiếp điểm hay điện áp nào, và chân chung được đấu nối ra sao. Không đấu nguồn điện bên ngoài vào đầu nối chỉ cho phép tiếp điểm khô, và không coi một bộ tiếp điểm rơ-le thông thường là có thể chịu mọi điện áp và dòng điện.
Mạch phát hiện đầu vào chuyển trạng thái vật lý thành thông tin logic tương ứng, sau đó đầu nhận xuất thông tin đó qua rơ-le, công tắc điện tử hoặc mức tín hiệu được quy định. DO không nhất thiết là rơ-le cơ khí, và quan hệ tương ứng giữa trạng thái đầu vào với trạng thái đóng/mở đầu ra cũng cần được kiểm tra. Đáp ứng rơ-le, hiện tượng dội tiếp điểm và bộ lọc đầu vào của thiết bị sẽ ảnh hưởng đến các xung nhanh. Kênh cảnh báo thông thường không mặc nhiên đảm nhận được mọi tác vụ đếm tốc độ cao hoặc bộ mã hóa.
Tín hiệu analog cần các giá trị liên tục và độ chính xác chuyển đổi
Tín hiệu đầu vào analog trước tiên đi qua khâu điều hòa tín hiệu, sau đó ADC chuyển dòng điện hoặc điện áp thành mã số; sau khi truyền qua đường truyền quang, đầu nhận có thể sử dụng DAC để khôi phục đầu ra analog tương ứng. ADC và DAC lần lượt là bộ chuyển đổi tương tự-số và số-tương tự. Tín hiệu không còn chỉ là bật hoặc tắt; dải đo, độ phân giải, độ lệch và sai số hệ số khuếch đại đều ảnh hưởng đến kết quả đo cuối cùng.
Không thể đấu nối 4–20mA và 0–10V với nhau chỉ dựa vào hình dạng đầu nối. Vòng dòng điện cần được kiểm tra vai trò cấp nguồn và điều kiện tải, còn tín hiệu điện áp cần được kiểm tra dải đầu vào, trở kháng và chân tham chiếu. Không thể đơn giản biểu diễn tín hiệu liên tục như một công tắc, cũng không thể khẳng định mọi sai số chuyển đổi đều biến mất sau khi đi qua cáp quang. Cáp quang cải thiện điều kiện của môi trường truyền dẫn, nhưng các giao diện analog trước và sau đường truyền vẫn cần được đối chiếu và xác minh độc lập.
Một ví dụ rõ ràng có thể làm lộ sai lệch dải đo
Giả sử dải mức chất lỏng là từ 0 đến 10 mét và bộ truyền tín hiệu biểu diễn tuyến tính mức chất lỏng bằng 4–20mA. Khi đó, 4mA tương ứng với 0 mét, 12mA tương ứng với 5 mét và 20mA tương ứng với 10 mét. Ngay cả khi đầu xa khôi phục chính xác 12mA, nếu PLC bị cài đặt sai thành 0–20mA tương ứng với từ 0 đến 10 mét, giá trị hiển thị sẽ trở thành 6 mét. Đây là lỗi xác định quy đổi thang đo; thay bằng cáp quang dài hơn hoặc ADC có nhiều bit hơn cũng không giải quyết được.
Ví dụ về tiếp điểm từ cửa thì khác: đóng mở lặp lại để xác nhận trạng thái từ xa và logic cảnh báo phù hợp với hiện trường, đồng thời kiểm tra trạng thái hiển thị khi dây bị đứt. Thông thường, chỉ riêng dây nối tiếp điểm thông thường không thể tự động phân biệt trạng thái hở mạch bình thường với cáp bị đứt; nếu cần giám sát đường dây, phải chọn hệ thống có mạch hoặc cơ chế hỗ trợ tương ứng. Cả giá trị liên tục và trạng thái đều phải được kiểm tra nghiệm thu, nhưng phương pháp kiểm tra không thể hoàn toàn giống nhau.
Nhiều tín hiệu không nhất thiết mỗi tín hiệu chiếm một sợi quang
Thiết bị hỗn hợp có thể tổ chức nhiều trạng thái và mã đo lường vào cấu trúc truyền dẫn mà nó hỗ trợ, rồi khôi phục chúng tại đầu nhận tương thích. Vì vậy, số tín hiệu mà một đường truyền quang có thể mang phụ thuộc vào cách triển khai của thiết bị. Không thể nói mỗi kênh analog bắt buộc phải chiếm một lõi sợi quang. Số cổng quang, số lõi sợi quang vật lý, chiều truyền dịch vụ và số kênh là bốn vấn đề khác nhau.
Khi cần truyền hai chiều hoặc dự phòng, phải kiểm tra các mô-đun quang tương ứng và quan hệ giữa các cổng. Truyền hai chiều trên một sợi quang và hai đường truyền dự phòng không phải cùng một khái niệm; khái niệm đầu mô tả cách truyền các dịch vụ hai chiều trên một lõi sợi quang, còn khái niệm sau liên quan đến cách chuyển đường khi có sự cố. Khi không có bằng chứng từ model, không được tự ý gán khả năng mạng vòng hoặc dự phòng cho sản phẩm một kênh chỉ để vẽ sơ đồ mạng đẹp mắt.
Kiểm tra riêng bộ thu phát quang hỗn hợp và bộ thu thập dữ liệu qua mạng
Thông tin chi tiết về bộ thu phát quang hỗn hợp của Feichang Technology giới thiệu các tổ hợp tùy chọn gồm tín hiệu analog, I/O rời rạc và cổng nối tiếp, có thể dùng để đối chiếu nhu cầu đa dịch vụ trên cùng một đường truyền quang. Trang này liệt kê các dạng đầu ra I/O rời rạc khác nhau, cho thấy khi mua sắm cũng phải xác nhận phiên bản đầu ra tiếp điểm hay điện tử, chứ chỉ ghi một DO là chưa đủ. Tổ hợp kênh và nguồn điện tại cổng phải căn cứ vào bảng đầu nối của đúng model.
Tài liệu bộ thu thập dữ liệu quang DI/DO/AI/AO của Feichang Technology liệt kê các phương thức thu thập như Modbus RTU và TCP. Khi cần truy cập thanh ghi qua mạng, phải đồng thời kiểm tra số trạm, ánh xạ địa chỉ, kiểu dữ liệu và cơ chế cập nhật, chứ không chỉ cổng quang vật lý. Khôi phục đầu ra analog bằng cặp thiết bị và đọc giá trị qua mạng là hai đường cung cấp dữ liệu khác nhau; thu thập qua giao thức không mặc nhiên có nghĩa là cung cấp AO cùng dải cho mọi đầu nối hiện trường.
Điền bảng nghiệm thu riêng cho từng loại tín hiệu
Đối với I/O rời rạc, ghi lại điều kiện điện đầu vào, trạng thái đóng/mở, dạng đầu ra từ xa và tải, đồng thời kiểm tra từng kênh ở trạng thái đóng/mở, khi cấp nguồn và khi mất liên lạc. Đối với tín hiệu analog, ghi lại dải đầu vào và đầu ra, nguồn cấp, tải và quy đổi thang đo PLC, đồng thời sử dụng các điểm thấp, giữa, cao và các điểm trung gian để xác minh giá trị; khi cần đáp ứng nhanh, hãy kiểm tra riêng khả năng cập nhật và đáp ứng bước. Thiết bị hỗn hợp cũng phải được kiểm tra với các tổ hợp kênh cần hoạt động đồng thời.
Việc lắp đặt và kiểm tra phải tuân theo hướng dẫn đầu nối và điều kiện bảo trì tại hiện trường; không được trực tiếp dùng đầu ra analog để thay thế đường điều khiển cơ cấu chấp hành chưa được kiểm tra. Lưu ánh xạ kênh để bảo đảm tiếp điểm từ cửa được nối với biến tiếp điểm từ cửa và mức chất lỏng được nối với biến mức chất lỏng. Chọn đúng thông tin rời rạc và liên tục, sau đó xác minh riêng giao diện điện, đường truyền quang và giá trị đọc từ xa để bộ thiết bị được sử dụng đúng cho nhiệm vụ thực sự cần thiết.
Ghi chú tài liệu: Các sơ đồ nguyên lý đã được đối chiếu với nội dung kỹ thuật và được dùng để giải thích cơ chế chung. Chúng không phải ảnh sản phẩm thực tế hoặc bản ghi đo lường. Giao diện, chế độ và khả năng cụ thể tùy thuộc vào model, phiên bản được chọn và kết quả xác minh tại hiện trường.
Tài liệu kiểm chứng: Danh mục sản phẩm analog của Feichang Technology
Thông tin chi tiết về bộ thu phát quang hỗn hợp của Feichang Technology và mô tả chức năng giữ giá trị khi đứt sợi quang
Thông tin chi tiết bộ thu thập dữ liệu quang DI/DO/AI/AO của Feichang Technology
TI: Vòng dòng điện 4–20mA hai dây và biên dự trữ điện áp
Các chủ đề kỹ thuật liên quan: Cách chọn bộ thu phát quang tín hiệu tương tự: dải, độ chính xác, chu kỳ cập nhật và nghiệm thu đường quang Nguyên lý truyền tín hiệu analog qua cáp quang bằng FPGA: lập lịch kênh, chu kỳ cập nhật và đầu ra khi mất liên lạc Cách kết nối bộ thu phát quang tín hiệu tương tự với hệ thống giám sát công nghiệp: dải PLC, kênh hai chiều và chiến lược khi mất liên lạc Cách xử lý sự cố bộ thu phát quang analog: không có giá trị đọc, sai lệch, giá trị nhảy và giữ giá trị khi đứt cáp quang Cách bộ thu phát quang analog truyền tín hiệu: dòng điện/điện áp, ADC/DAC và đầu ra từ xa Bộ thu phát quang dữ liệu có thể chuyển đổi giao diện và giao thức không? Giới hạn của cổng nối tiếp, tín hiệu analog và thu thập dữ liệu qua Ethernet Sự khác biệt giữa bộ thu phát quang video analog và bộ thu phát quang tín hiệu analog: điều chế, lấy mẫu và đo lường
Được dịch từ bài viết kỹ thuật tiếng Trung. Nguồn được xuất bản lần đầu: 2023-11-22. Nguồn được sửa đổi lần cuối: 2026-10-13T12:13:11+08:00. Đọc nguồn tiếng Trung
