5 مرحله تا اتصال سنسور فشار به plc

در دنیای اتوماسیون صنعتی، سنسور فشار یکی از مهم‌ترین تجهیزات ابزار دقیق و کنترل محسوب می‌شود. این سنسورها با اندازه‌گیری فشار سیالات یا گازها، نقش کلیدی در فرآیندهای صنعتی ایفا می‌کنند. اما یکی از چالش‌هایی که بسیاری از مهندسان و تکنسین‌ها با آن مواجه هستند، نحوه اتصال سنسور فشار به PLC و راه‌اندازی صحیح آن است.

اگر شما هم قصد دارید بدانید که اتصال PLC به سنسور فشار چگونه انجام می‌شود یا اینکه نحوه نصب سنسور فشار به پی ال سی دلتا چیست، جای درستی آمده‌اید. در این مقاله، به‌صورت مرحله به مرحله و همراه با آموزش تصویری به شما یاد می‌دهیم که چطور یک سنسور فشار را به‌درستی به PLC متصل کنید و داده‌های آن را بخوانید.

با دنبال کردن این آموزش، نه‌تنها با اصول سیم‌کشی و تنظیمات نرم‌افزاری آشنا می‌شوید، بلکه می‌توانید به‌راحتی سنسور فشار PLC را در پروژه‌های صنعتی خود نصب و راه‌اندازی کنید.

 مرحله اول: شناخت انواع سنسور فشار و خروجی‌های آن‌ها

قبل از اینکه به سراغ نحوه اتصال سنسور فشار به PLC برویم، بسیار مهم است که ابتدا با انواع سنسور فشار و نوع خروجی آن‌ها آشنا شوید. چرا که نوع خروجی سنسور فشار تاثیر مستقیم بر روش سیم‌کشی و نحوه خواندن داده‌ها در پی ال سی دارد.

پس از آشنایی با انواع سنسور فشار، بهتر می‌توانید در مورد خرید پرشر سوئیچ تصمیم بگیرید.

انواع سنسور فشار از نظر سیگنال خروجی

سنسورهای فشار از نظر نوع خروجی به دسته های زیر تقسیم می‌شوند:

1. سنسور فشار آنالوگ با خروجی 4-20 میلی آمپر (4-20mA)

رایج‌ترین نوع سنسور در صنعت. خروجی جریان پایدار آن در برابر نویز مقاوم است و به‌راحتی از طریق ماژول آنالوگ PLC خوانده می‌شود.

2. سنسور فشار آنالوگ با خروجی 0-10 ولت (0-10V)

این نوع سنسور نیز کاربرد زیادی دارد، اما نسبت به نویز حساس‌تر از نوع جریان است. اتصال آن باید به ورودی آنالوگ ولتاژی PLC انجام شود.

3. سنسور فشار دیجیتال (خروجی سوئیچی یا ترانزیستوری)

در این سنسورها خروجی فقط وضعیت ON/OFF دارد. بیشتر برای سیستم‌های هشدار یا حد فشار استفاده می‌شود و به ورودی دیجیتال PLC متصل می‌شود.

4. سنسور فشار با خروجی RS485 یا Modbus

در پروژه‌های پیشرفته‌تر استفاده می‌شود و مستقیماً از طریق پروتکل‌های صنعتی با PLC ارتباط برقرار می‌کند.

انتخاب سنسور مناسب برای PLC

برای انتخاب صحیح سنسور فشار، حتماً موارد زیر را در نظر بگیرید:

• نوع ورودی PLC (آنالوگ یا دیجیتال)
• سطح نویز محیط صنعتی
• دقت اندازه‌گیری مورد نیاز
• سازگاری با برند PLC مورد استفاده (مثلاً پی ال سی دلتا)

با شناخت درست این موارد، قدم اول برای نصب سنسور فشار به PLC را با اطمینان برمی‌دارید و از بروز مشکلات بعدی جلوگیری می‌کنید.

اگر میخواهید بدانید پی ال سی چیست؛ این مقاله را در وبلاگ آمازون ابزار مطالعه نمایید.

 مرحله دوم: بررسی ورودی‌های آنالوگ یا دیجیتال در PLC

برای اینکه بتوانید به‌درستی سنسور فشار را به PLC متصل کنید، ابتدا باید بدانید که ورودی‌های PLC چه نوعی هستند و چطور با خروجی سنسور فشار تطابق دارند. عدم تطابق بین نوع خروجی سنسور و ورودی PLC، یکی از رایج‌ترین دلایل عملکرد نادرست سیستم‌های کنترلی است.

ورودی آنالوگ در PLC 

ورودی‌های آنالوگ، سیگنال‌های پیوسته مانند 4-20mA یا 0-10V را دریافت می‌کنند و آن‌ها را به عدد دیجیتال قابل پردازش در PLC تبدیل می‌کنند.

در بسیاری از PLCها، مانند پی ال سی دلتا (Delta PLC)، ماژول‌های جداگانه‌ای برای دریافت این سیگنال‌ها وجود دارد که باید بسته به نوع سنسور، ماژول مناسب را انتخاب و تنظیم کرد.

به عنوان مثال:

• اگر سنسور فشار شما خروجی 4-20mA دارد، باید از ماژول ورودی آنالوگ جریان (AI Current Input) استفاده کنید.
• اگر خروجی سنسور 0-10V است، باید از ماژول ورودی آنالوگ ولتاژ (AI Voltage Input) استفاده کنید.

ورودی دیجیتال در PLC 

اگر سنسور فشار شما تنها حالت‌های روشن/خاموش (ON/OFF) را اعلام می‌کند، باید آن را به ورودی دیجیتال PLC متصل کنید. این نوع اتصال بیشتر در سنسورهای هشداردهنده یا سنسورهایی با خروجی سوئیچی کاربرد دارد.

نحوه بررسی ورودی‌ها در نرم‌افزار PLC

در بسیاری از برندهای PLC از جمله Delta، در نرم‌افزارهایی مثل WPLSoft یا ISPSoft می‌توانید:

• نوع سیگنال دریافتی را مشخص کنید.
• مقیاس‌بندی ورودی آنالوگ را تنظیم کنید (مثلاً 0-10V معادل 0 تا 100 بار فشار).
• ورودی‌های فعال را مانیتور کنید و مقدار سنسور فشار را روی صفحه نمایش HMI یا مانیتورینگ مشاهده کنید.

 مرحله سوم: نحوه سیم‌کشی صحیح سنسور فشار به PLC

پس از انتخاب نوع سنسور و بررسی ورودی‌های PLC، حالا نوبت به اتصال فیزیکی سنسور فشار به پی ال سی می‌رسد. در این مرحله باید دقت زیادی داشته باشید، چون هرگونه اشتباه در نصب سنسور فشار به PLC ممکن است باعث عدم عملکرد درست سیستم، خطای اندازه‌گیری یا حتی آسیب به تجهیزات شود.

اجزای مورد نیاز برای سیم‌کشی

برای اتصال سنسور فشار به PLC، به تجهیزات زیر نیاز دارید:

• سنسور فشار با خروجی مناسب (4-20mA یا 0-10V)
• کابل استاندارد با شیلد مناسب جهت جلوگیری از نویز
• منبع تغذیه 24 ولت DC برای سنسور (در صورت نیاز)
• ماژول آنالوگ PLC (مثلاً ماژول AI در پی ال سی دلتا)

نقشه سیم‌کشی استاندارد برای اتصال سنسور فشار

▪ نحوه اتصال سنسور فشار 4-20mA به PLC به شرح زیر است:

در برخی مدل‌ها، سیم منفی سنسور به GND PLC و سیم مثبت آن مستقیماً به ورودی آنالوگ متصل می‌شود.

▪ نحوه اتصال سنسور فشار 0-10V به PLC به شرح زیر است:

توجه: شیلد کابل را به زمین (Earth) متصل کنید تا نویزها حذف شوند.

نکات مهم در سیم‌کشی

• از کابل‌های شیلد دار استفاده کنید تا از نویزهای صنعتی جلوگیری شود.
• منبع تغذیه سنسور را به‌صورت جداگانه از تغذیه PLC در نظر بگیرید یا مطمئن شوید توان مصرفی سنسور با خروجی منبع تغذیه هماهنگ است.
• در صورتی که سنسور شما دارای 3 سیم یا 4 سیم است، به دفترچه راهنمای سنسور فشار مراجعه کنید.

مرحله چهارم: تنظیمات نرم‌افزاری در PLC برای خواندن سنسور فشار

بعد از اتصال فیزیکی سنسور فشار به ورودی آنالوگ PLC، حالا نوبت آن است که تنظیمات نرم‌افزاری PLC را برای خواندن سیگنال سنسور فشار انجام دهید. در این مرحله، PLC باید بتواند مقدار آنالوگ دریافتی را به عددی قابل‌فهم و کاربردی تبدیل کند.

انتخاب ورودی صحیح در نرم‌افزار PLC

در نرم‌افزارهایی مثل WPLSoft یا ISPSoft (برای پی ال سی دلتا)، ابتدا باید مشخص کنید که ورودی آنالوگ مورد استفاده کدام است. به‌طور معمول، ورودی‌ها با نام‌هایی مثل D0، D100، D200 شناخته می‌شوند که مقادیر آنالوگ را در خود ذخیره می‌کنند.

به عنوان مثال:

• AI1 → D100
• AI2 → D102

تبدیل مقدار آنالوگ به مقدار فیزیکی فشار

مقدار ورودی آنالوگ به‌صورت عددی بین 0 تا 4095 (برای 12 بیت) یا 0 تا 32767 (برای 15 یا 16 بیت) ذخیره می‌شود. باید این مقدار را اسکیل (Scale) کنید تا معادل فشار واقعی نمایش داده شود.

مثال: فرض کنیم:

• سنسور فشار شما از نوع 4-20mA است
• بازه فشار قابل اندازه‌گیری: 0 تا 100 بار
• ورودی آنالوگ PLC: 0 تا 4095

می‌توان از یک دستور تبدیل (Scaling) استفاده کرد:

یا با استفاده از دستور SCL یا MOV در نرم‌افزار، می‌توانید این تبدیل را انجام دهید.

نمایش مقدار سنسور فشار روی HMI

اگر پروژه شما دارای صفحه نمایش HMI است، می‌توانید مقدار فشار را به‌صورت لحظه‌ای روی نمایشگر مشاهده کنید. کافیست مقدار اسکیل‌شده (مثلاً D200) را در یکی از آیتم‌های Display عددی در نرم‌افزار HMI وارد کنید.

تنظیم هشدار برای فشار بیش از حد

می‌توانید در برنامه PLC شرط‌هایی تعریف کنید:

این کار باعث ایمن‌تر شدن سیستم و جلوگیری از آسیب تجهیزات می‌شود.

 مرحله پنجم: تست و عیب‌یابی اتصال سنسور فشار به PLC

پس از انجام سیم‌کشی و تنظیمات نرم‌افزاری، باید مطمئن شوید که اتصال سنسور فشار به PLC به‌درستی انجام شده و سیستم بدون خطا کار می‌کند. این مرحله شامل تست عملکرد سنسور، بررسی مقادیر دریافتی و رفع اشکالات احتمالی است.

چک‌لیست تست اولیه عملکرد سنسور فشار:

• آیا سنسور به‌درستی تغذیه شده است؟ (بررسی ولتاژ ورودی)
• آیا کابل‌کشی مطابق با نقشه استاندارد انجام شده است؟
• آیا مقدار آنالوگ در نرم‌افزار PLC تغییر می‌کند؟ (بررسی مقدار D100 یا D200)
• آیا مقدار خوانده‌شده متناسب با فشار واقعی است؟ (با گیج مقایسه شود)

روش‌های عیب‌یابی رایج

در جدول زیر، عیوب رایج اتصال سنسور فشار به پی ال سی بررسی شده است:

انجام کالیبراسیون (در صورت نیاز)

در برخی پروژه‌ها، نیاز به کالیبراسیون دقیق سنسور و تطابق مقادیر واقعی با مقدار خوانده‌شده در PLC وجود دارد. این کار را می‌توان با مقایسه خروجی سنسور با یک ابزار اندازه‌گیری دقیق و تنظیم نرم‌افزاری انجام داد.

با اجرای درست مراحل تست و عیب‌یابی، می‌توانید مطمئن شوید که نصب سنسور فشار به پی ال سی دلتا یا هر PLC دیگری بدون مشکل انجام شده و سیستم شما آماده بهره‌برداری صنعتی است.

نتیجه گیری

در این مقاله، به‌صورت گام‌به‌گام و کاملاً کاربردی با نحوه اتصال سنسور فشار به PLC آشنا شدیم. ابتدا با انواع سنسور فشار PLC و خروجی‌های رایج آن‌ها آشنا شدیم، سپس نوع ورودی‌های آنالوگ یا دیجیتال پی ال سی را بررسی کردیم و در نهایت مراحل نصب سنسور فشار به پی ال سی دلتا را همراه با آموزش تصویری نصب توضیح دادیم.

اگر شما هم در حال اجرای پروژه‌های اتوماسیون صنعتی هستید، آشنایی با نصب PLC به سنسور فشار و نحوه صحیح اتصال PLC به سنسور فشار یکی از مهارت‌های پایه و حیاتی محسوب می‌شود. با رعایت اصولی که در این آموزش گفته شد، می‌توانید به‌راحتی نحوه نصب سنسور فشار به PLC را در عمل پیاده‌سازی کنید و دقت و عملکرد سیستم کنترلی خود را افزایش دهید.

به خاطر داشته باشید که نحوه اتصال سنسور فشار به پی ال سی نقش بسیار مهمی در پایداری و دقت سیستم‌های اتوماسیون دارد. بنابراین توصیه می‌کنیم پیش از هر اتصال، نوع سیگنال سنسور و نوع ورودی PLC را به‌درستی بررسی و تنظیم کنید.

آمازون ابزار در خرید تجهیزات PLC و سنسور فشار، مشاور و همراه شماست.

سوالات پر تکرار

1. نحوه اتصال سنسور فشار به PLC چگونه است؟

اتصال سنسور فشار به PLC معمولاً از طریق ورودی‌های آنالوگ PLC انجام می‌شود. ابتدا باید نوع خروجی سنسور را مشخص کنید (4-20mA یا 0-10V) و سپس آن را طبق نقشه استاندارد سیم‌کشی به ورودی PLC متصل کنید.

2. آیا سنسور فشار 4-20mA به همه PLC‌ها متصل می‌شود؟

بله، اکثر PLCها دارای ماژول آنالوگ سازگار با سیگنال جریان 4-20mA هستند. فقط کافیست نوع ماژول ورودی را به درستی انتخاب کنید.

3. چگونه می‌توان مقدار فشار سنسور را روی HMI نمایش داد؟

ابتدا باید مقدار دریافتی از ورودی آنالوگ را در برنامه PLC اسکیل کرده و سپس آن را در صفحه HMI به‌صورت عدد یا نمودار نمایش دهید.

4. تفاوت سنسور فشار 0-10V و 4-20mA در چیست؟

سنسورهای 4-20mA مقاوم‌تر در برابر نویز هستند و دقت بالاتری دارند، به همین دلیل در صنعت بیشتر استفاده می‌شوند. سنسورهای 0-10V ارزان‌ترند اما نسبت به نویز حساس‌تر هستند.

5. نحوه نصب سنسور فشار به پی ال سی دلتا چگونه است؟

در پی ال سی دلتا، با استفاده از ماژول‌های AI (Analog Input) و نرم‌افزار WPLSoft می‌توانید مقدار فشار را خوانده و در برنامه استفاده کنید. در مقاله به‌طور کامل آموزش داده شده است.