Российские предприятия за последние годы столкнулись с тем, что выходящее из строя импортное оборудование нужно заменять. Но приобрести оригинальный продукт проблематично из-за высокой стоимости, сложности логистики или длительных сроков поставки. А отечественные аналоги не всегда подходят, с точки зрения совместимости.

В статье расскажем о готовом решении в нашем ассортименте, на примере реальной ситуации, с которой столкнулся один из наших заказчиков.

Задача: замена вышедшего из строя датчика влажности и температуры с выходом 0-5 В

Объект — тепличный комплекс, в котором контролируется температура и влажность для поддержания нужного микроклимата. Изначально использовалось полностью импортное оборудование:

• Датчик влажности и температуры Big Dutchman с аналоговыми выходами 0…5 В и измерительными диапазонами 0…100% и -40…+60 ˚С соответственно.
• Программируемый логический контроллер SIEMENS, который управляет микроклиматом по заданному алгоритму. К нему подключаются выходные сигналы датчиков влажности и температуры через модули ввода аналоговых сигналов.

Со временем датчики начали выходить из строя, и клиент столкнулся со следующими проблемами:

• срок поставки составлял несколько недель;
• цена не соответствовала бюджету;
• отсутствие полного аналога в наличии в России.

Программа ПЛК настроена на старый датчик: сигнал по первому каналу 0…5 В соответствует диапазону 0…100% влажности, по второму каналу — -40…+60 °C температуры.

Если приобрести стандартный датчик с выходом, например, 0-10 В и диапазоном преобразования температуры -20…+80 ˚С, без дополнительного масштабирования, показания в ПЛК будут отображаться некорректно. При этом доступа к программе управления, чтобы перенастроить аналоговый вход, у клиента нет.

Необходимо было:

• решение с минимальным сроком поставки;
• доступное по цене;
• с возможностью подключения к системе без перенастройки ПЛК;
• с дополнительной защитой аналоговых входов, поскольку в теплице возникали сильные статические разряды из-за ветровой нагрузки.

Решение: датчики влажности и температуры с модулями-преобразователями

Для решения задачи клиента мы предложили следующий комплект:

• Датчики влажности и температуры HTE.PF-U10 с выходными сигналами 0-10 В и диапазонами измерения 0…100% и -20…+80 ˚С.
• Модули-преобразователи ENC.S1-UI-DP-RS, которые обладают богатым функционалом, и в том числе позволяют масштабировать входной аналоговый сигнал так, чтобы на выходе был нужный диапазон измерения — -40…+60 ˚С, пропорциональный 0…5 В.

Так как датчик имеет два аналоговых выхода — по влажности и температуре, каждый выход подключается к отдельному модулю ENC. В них задаются нужные настройки преобразования, и выходы приборов уже напрямую подключаются к аналоговым входам модулей ввода. Никаких действий с программой управления в ПЛК не требуется.

Рассмотрим, как производится настройка. Для этого потребуется бесплатный конфигуратор ELHART — подключение производится при помощи конвертора интерфейсов RS-485/USB.

Настройка канала влажности

Требуется преобразовать входной сигнал датчика 0…10 В (0…100% относительной влажности) в выходной сигнал 0…5 В, сохранив диапазон измерения 0…100%.

В модуле ENC программная настройка преобразования осуществляется при помощи трех ступеней нормирования:

1. Ступень 1. Задание соответствия входного аналогового сигнала ENC и диапазона измерения датчика (0…10 В → 0…100% относительной влажности).
2. Ступень 2. Приведение диапазона измерения датчика к другим значениям (не требуется).
3. Ступень 3. Преобразование измеренной относительной влажности (0…100%) в выходной сигнал 0…5 В.

По каждой ступени задаются две точки: максимум и минимум величины.

В таблице ниже представлены настройки, которые необходимо произвести. Все остальные параметры нужно оставить без изменений.

Настройка канала температуры

В модуле ENC требуется задать как преобразование сигнала 0…10 В в 0…5 В, так и диапазона измерения: -20…+80 °С (нового датчика) в -40…+60 °С (старого датчика). Тогда ПЛК будет корректно отображать значения в прежней шкале измерения.

Очевидно, что в этом случае значения температуры -40…-20 °C передаваться не будут, поскольку новый датчик не может измерить этот диапазон. Однако для заказчика это не является критичной проблемой: реальная температура на объекте не опускается ниже этой величины.

Для такого преобразования потребуется настроить все три ступени нормирования:

1. Ступень 1. Задание соответствия входного аналогового сигнала ENC и диапазона измерения датчика (0…10 В → -20…+80 °С).
2. Ступень 2. Приведение фактического диапазона измерения датчика (-20…+80 ˚С) к требуемому (-40…+60 °С).
3. Ступень 3. Преобразование приведенного диапазона температуры (−40…+60 °C) в выходной сигнал 0…5 В.

Настройки преобразования представлены в таблице ниже.

Результат: замена вышедших из строя импортных датчиков с минимальным сроком

Применение модулей ENC.S1 совместно с датчиками влажности и температуры HTE.PF обеспечило следующие преимущества для заказчика:

1. Замену импортных датчиков с минимальным сроком поставки.
2. Подключение новых датчиков без необходимости изменения программы ПЛК: значение температуры и влажности корректно отображаются в системе.
3. Дополнительную защиту аналоговых входов за счет гальванической развязки. Она снижает риск повреждения аналоговых входов ПЛК при возникновении высоковольтной помехи, поскольку наиболее уязвимыми элементами становятся датчик и модуль-преобразователь.

В целом такое решение подходит в следующих случаях:

• оригинальный датчик недоступен или имеет слишком высокую стоимость;
• новый датчик имеет выходной сигнал, не соответствующий входам ПЛК;
• диапазоны измерения нового и старого датчиков не совпадают;
• нет доступа к программе ПЛК;
• требуется гальваническая развязка аналоговых цепей.

Обзорное видео по ENC

Подписывайтесь и следите за новостями на канале ELHART: VK Видео, Дзен, YouTube или RUTUBE.