ترانسمیتر ها از کاربردی ترین تجهیزات ابزاردقیق در صنعت هستند.
راستی ترانسمیتر چیست ؟

اطلاعات شما در مورد انواع ترانسمیتر و گیج در چه اندازه‌ای است.

در این مقاله شما با انواع سیگنال های کنترلی و کاربرد آنها در مواقع مختلف آشنا خواهید شد.

ابتدا در مورد گیج ها و ترانسمیتر ها اطلاعاتی را کسب کرده
سپس با چگونگی انتقال اطلاعات خوانده شده توسط ترانسمیتر آشنا می شویم.

مدرس: مهندس فرزاد لطفی

ترانسمیتر چیست (بخشی از بسته INSTART)

برای آشنایی با ترانسمیترها و اینکه ترانسمیتر چیست ؟
ابتدا بایستی با انواع تجهیزات ابزار دقیق از نظر انتقال اطلاعات آشنا شویم.

سپس به بررسی انواع سیگنال های انتقالی و ارتباطی خواهیم پرداخت.

در انتها به این نتیجه خواهیم رسید که چه نوع سیگنالی ؟ (جریانی-ولتاژی-مقاومتی) انتخاب مناسب تری برای انتقال اطلاعات از طریق ترانسمیتر است.

خب برویم به سراغ بررسی اینکه ترانسمیتر چیست ؟

1- تجهیزات

تجهیزات از نظر انتقال اطلاعات به اتاق کنترل به دسته‌های زیر تقسیم بندی می‌شوند:

1-1 Gauge

گیج، ابزاری است که مقدار یک پارامتر را در فیلد اندازه‌گیری کرده و آن مقدار را در همان محل نمایش می‌دهد.

عملکرد یک گیج کاملا مکانیکی بوده و به صورت مکانیکی یک پارامتر را اندازه‌گیری کرده و
با یک pointer عقربه، مقدار اندازه‌گیری شده را در همان محل نمایش می‌دهد.

گیج‌ها چون به صورت مکانیکی کار می‌کنند، هیچگونه سیگنالی برای آنها در نظر گرفته نمی شود.

1-2 ترانسمیتر Transmitter

ترانسیمتر ها تجهیزاتی هستند که پس از اندازه‌گیری یک پارامتر، مقدار اندازه‌گیری شده را به کمک یک سیگنال به اتاق کنترل انتقال می‌ دهند.

این سیگنال می ‌تواند از نوع ولتاژی یا جریانی یا هر نوع دیگر باشد.

در مورد سیگنال‌ها در مبحث بعدی به طور مفصل توضیح خواهیم داد.

اینجا به صورت گذرا اشاره می‌کنیم که سیگنال آنالوگ، یک سیگنال پیوسته بوده که دما نمونه‌ای از این سیگنال است.

دمای بین 0 تا 100 درجه را در نظر بگیرید، این بازه مقادیر پیوسته از 0 تا 100 را شامل می‌ شود که اگر فرضا به یک سیگنال ولتاژی تبدیل شود، ممکن است رنج بین 0 تا 5 ولت را به خود اختصاص بدهد.

اما چراغ LED یک سیگنال دیجیتال‌ می‌باشد. چراغ روشن هست یا روشن نیست.

به طور کلی، ترانسمیتر ها، یک سیگنال آنالوگ Analog هستند.

ترانسمیتر

1-3 Switch

از سوئیچ‌ها برای محافظت protection استفاده شده و یکی از آیتم‌ های حفاظتی هر سیستم محصوب می‌شوند.

فرض کنید، بر روی یک مخزن یک سوئیچ فشار بالا pressure switch high نصب شده است.

در واقع هنگامی‌که فشار مخزن به بالاترین حد خود برسد، یک سیگنال کنترلی حاوی مقدار 1 دیجیتال به اتاق کنترل ارسال می‌شود.

در یک مثال ملموس‌تر، کولرهای آبی که در خانه‌هایمان قرار دارد را در نظر بگیرید.

احتمالا یک توپ شناور را در داخل این کولر ها مشاهده کرده ‌اید.

این توپ هنگامی که به بالای آب بیاید (آب زیادی در محل جمع شود)، مسیر آب بسته می‌شود.

در واقع این توپ همانند یک سیگنال 0 و 1 عمل کرده و عملا یک سیگنال دیجیتال ارسال می‌کند.

بنابراین سوئیچ‌ها یک سیگنال دیجیتال هستند.

خب پس از بررسی اینکه ترانسمیتر چیست
اکنون بررسی می کنیم که هنگامی که یک ترانسمیتر مقدار خود را خواند،
چگونه می تواند مقدار خوانده شده را به اتاق کنترل ارسال کند.

2- سیگنال‌ ها

هنگامی‌که مقدار یک تجهیز را به اتاق کنترل ارسال می‌ کنیم، از یک سیگنال کنترلی استفاده می‌ کنیم.

سیگنال‌ ها را می‌توان به دسته‌های زیر تقسیم‌ بندی کرد:

2-1 سیگنال ولتاژی

یک سیگنال ولتاژی رنج‌های مختلفی را ممکن است داشته باشد.

5-0 ولت، 0-10 ولت، 0-24 ولت، 0-48 ولت.
این مقادیر DC است.

فرض کنید که یک فشار سنج، فشار یک لوله Pipe را اندازه گیری کند. این فشار بر روی یک بازه‌ی ولتاژی متناظر خواهد شد.

مثلا در یک پروژه، یک ترانسمیتر دما Temprature Transmitter بر روی یک خط قرار گرفته است،
و از طریق یک سیگنال الکتریکی مقدار اندازه‌گیری شده را به اتاق کنترل ارسال می‌ کند.

اگر در این مثال، دما بین 0 تا 120 درجه سانتی گراد باشد، این میزان دما را به یکی از رنج‌های بالا (مثلا 0-24  ولت)  متناظر می‌کنیم.

اگر اپراتور مقدار 12 ولت را در اتاق کنترل دریافت کند، به منزله‌ی دما 60 درجه سانتی گراد بوده و اگر 24 ولت را دریافت کند، بیانگر 120 درجه سانتی گراد است.

رنج‌ های ولتاژی پرکاربرد تر در حوزه ابزاردقیق و صنعت، رنج‌های 0-24 و 0-48  ولت دی سی هستند.

که عموما برای تجهیزات فیلد field instruments و شیر های برقی استفاده می‌شود.

2-2 سیگنال‌ جریانی

این سیگنال‌ها عموما در رنج‌های 0-20 میلی آمپر و 4-20 میلی آمپر هستند.

در همان مثال قبلی، می‌توانیم 0-120 درجه سانتی گراد را به 0-20 میلی آمپر متناظر کنیم.

اگر اپراتور جریان 12 میلی آمپر را در اتاق کنترل دریافت کند، این به منزله ‌ی چه دمایی بر روی خط است؟

بعله، 72 درجه سانتی گراد می ‌باشد.

اگر اپراتور جریان 0 میلی آمپر را در اتاق کنترل دریافت کند، این به منزله‌ی چه دمایی بر روی خط است؟

جواب دمای 0 است

بایستی توجه کنید که جریان 0 ممکن است به علت پاره شدن کابل در میانه راه باشد.

پس بهتر است برای مطلع شدن از قطعی کابل، از رنج 4-20 میلی آمپر استفاده کنیم.
و عموما سیگنال های جریانی به صورت 4-20 میلی آمپر است.

یک سوال مهم: اطلاعات را چگونه انتقال دهیم؟

اکنون می‌خواهیم سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال و همچنین ولتاژی یا جریانی بودن را باهم ترکیب کنیم و به بررسی ترکیب آنها بپردازیم.

هنگامی که قرار است یک سیگنال آنالوگ را به اتاق کنترل ارسال کنیم،
به علت طولانی بودن مسیر، بایستی از سیگنال‌های جریانی استفاده کنیم.

چرا؟

این امر به علت افت ولتاژ در سیگنال‌های ولتاژی در هنگام عبور از کابل است.

این یعنی برای مثال یک مقدار 5 ولت به اتاق کنترل ارسال شده و در آنجا، یک مقدار 4.7 دریافت می شود.
سیگنال‌های ولتاژی هنگام عبور از کابل‌، ممکن است دچار افت ولتاژ شوند.

همچنین نویز نیز از جنس ولتاژ بوده و تاثیر مستقیمی بر سیگنال‌های ولتاژی می‌گذارد.

 

بنابراین سیگنال‌های آنالوگ را به صورت سیگنال جریانی 4-20 میلی آمپر به اتاق کنترل ارسال می‌کنیم.

 

در مورد سوئیچ‌ ها و سیگنال‌ هایی که مقادیر صفر و یک را ارسال می‌کنند،
از سیگنال‌های ولتاژی 0-24 یا 0-48 ولت
DC، استفاده می‌کنیم. (0 ولت برای نبودن یا 0 شدن و 24 ولت برای بودن یا 1 شدن)

2-3 سیگنال مقاومتی

طبق قانون V=RI، احتمالا سیگال هایی از جنس مقاومت نیز وجود دارد

در مورد این سیگنال‌ها بایستی به RTD ها اشاره کنیم. RTD (آر تی دی) ها برای اندازه‌گیری دما مورد استفاده قرار گرفته و دما را مستقیما با تغییرات مقاومت نمایش می‌دهند.

در مورد RTD ها در قسمت سنسورهای دما بیشتر صحبت خواهیم کرد.

مهمترین تفاوت های ترانسدیوسر و ترانسمیتر فشار بنر

2-4 سیگنال‌های نیوماتیکی

همان‌طور که در مباحث P&ID مشاهده کردیم، این سیگنال را به صورت یک خط و دو خط مورب بر روی آن نشان می‌دهیم.

سیگنال‌های نیوماتیکی را امروزه به اتاق‌های کنترل ارسال نکرده و این سیگنال ‌ها امروزه کاربردی در سیستم کنترلی ما ندارند.

امروزه در صنعت از پی ‌ال ‌سی ها برای سیستم کنترل استفاده شده که با سیگنال‌ های ولتاژی و جریانی و مقاومتی کار می‌ کنند.

البته سیگنال‌ های نیوماتیکی یک کاربرد بسیار مهم دارند و آن هم در ولوهای کنترلی است.

یعنی آنکه برای باز و بسته شدن یک شیر، ما به سیگنال‌های نیوماتیکی نیاز داریم تا با استفاده از آنها شیر را باز یا بسته کنیم.

در واقع با استفاده از یک ولتاژ 0-24 ولت و یا 4-20 میلی آمپر نمی‌توانیم یک شیر را باز یا بسته کنیم.

در عمل، این سیگنال ولتاژی یا جریانی از اتاق کنترل به ولو ها ارسال شده و در آنجا به یک سیگنال نیوماتیکی تبدیل شده و از آن سیگنال نیوماتیکی برای باز و بسته شدن شیر استفاده می ‌شود.

در مباحث بعدی، در مورد شیرهای کنترلی و نحوه تبدیل این سیگنال‌ها به سیگنال نیوماتیکی صحبت خواهیم کرد.

شیر برقی چیست
شما می توانید به راحتی از صفحه محصول بازدید کنید.

مقاله بالا بخشی از بسته جامع ابزار دقیق (INSTART) است.

برای مشاهده کامل این بسته کلیک کنید.

مشاهده بسته ابزاردقیق
بسته جامع آموزش ابزار دقیق INSTART

در نماتک نظر دهید