Dalam bidang automasi perindustrian, penyatuan piawaian isyarat adalah penting. Ia secara langsung berkaitan sama ada keseluruhan sistem pengeluaran perindustrian boleh beroperasi dengan cekap dan stabil. Dalam perkembangan awal automasi industri, isu piawaian isyarat instrumen adalah seperti masalah yang berduri, yang secara serius menyekat perkembangan industri selanjutnya.
Pada masa awal, tiada standard isyarat bersatu untuk instrumen dalam bidang automasi industri. Ini seperti berada di bandar tanpa peraturan lalu lintas, di mana kenderaan memandu secara rawak dan dalam keadaan huru-hara. Piawaian isyarat instrumen dan meter yang dihasilkan oleh pengeluar yang berbeza berbeza secara meluas.
Ini secara langsung menyebabkan reka bentuk banyak peralatan hiliran menjadi sangat kompleks. Ambil reka bentuk paparan sebagai contoh. Memandangkan mereka perlu menyesuaikan diri dengan pelbagai piawaian isyarat, jurutera perlu menghabiskan banyak masa dan litar pelaras tenaga dan mengoptimumkan program. Bukan itu sahaja, kos pemasangan dan penyelenggaraan peralatan juga meningkat dengan ketara. Bayangkan bahawa kakitangan penyelenggaraan perlu menguasai piawaian isyarat dan kaedah penyahpepijatan bagi banyak peranti yang berbeza. Ini tidak dinafikan satu cabaran yang besar. Selain itu, isu keserasian antara piawaian isyarat yang berbeza sering menyebabkan ketidakupayaan untuk berkomunikasi dengan betul antara peranti, sekali gus menjejaskan kemajuan lancar keseluruhan proses pengeluaran.
Menghadapi masalah ini, banyak pengeluar telah mencadangkan penyelesaian mereka sendiri. Di antara banyak cadangan, tumpuan utama adalah pada isyarat elektrik. Pelbagai piawaian isyarat elektrik telah dicadangkan, dan persaingan adalah sengit. Sesetengah pengeluar percaya bahawa julat isyarat elektrik tertentu lebih sesuai untuk keperluan automasi industri, manakala pengeluar lain menegaskan bahawa penyelesaian mereka sendiri mempunyai lebih banyak kelebihan. Walaupun keadaan seratus bunga mekar ini telah mempromosikan inovasi teknologi pada tahap tertentu, ia juga telah membawa lebih banyak huru-hara kepada industri. Semua orang sedang menunggu standard yang diiktiraf secara meluas untuk muncul.
Selepas tempoh pemendakan dan ujian pasaran yang panjang, dua piawaian isyarat yang diterima secara meluas akhirnya muncul. Satu ialah piawai isyarat pneumatik, dipilih sebagai 20 - 100kPa.
Piawaian isyarat pneumatik: Dalam sesetengah situasi dengan keperluan kalis letupan yang sangat tinggi dan persekitaran yang keras, isyarat pneumatik masih digunakan. Julat piawai isyarat pneumatik biasa ialah 20100kPa. Sebagai contoh, di kawasan berbahaya tertentu dalam industri petrokimia dan lain-lain, instrumen pneumatik menggunakan udara termampat sebagai medium penghantaran isyarat untuk menghantar nilai yang diukur atau mengawal arahan dalam bentuk perubahan tekanan udara. Kelebihan piawai isyarat ini ialah ia selamat secara intrinsik dan tidak menghasilkan faktor berbahaya seperti percikan elektrik. Walau bagaimanapun, kelemahannya ialah kelajuan tindak balas adalah agak perlahan dan jarak penghantaran isyarat adalah terhad, biasanya dalam lingkungan berpuluh-puluh meter.
Isyarat pneumatik mempunyai kelebihan unik dalam beberapa senario industri tertentu. Sebagai contoh, dalam persekitaran mudah terbakar dan meletup, isyarat pneumatik adalah lebih selamat dan lebih dipercayai. Yang lain ialah piawaian isyarat elektrik, 4-20mA telah menjadi piawaian emas yang layak.
Isyarat semasa 4-20mA: Ini adalah salah satu piawai isyarat analog yang paling banyak digunakan dalam bidang perindustrian. 4mA mewakili had bawah isyarat, yang biasanya sepadan dengan titik sifar pembolehubah yang diukur; 20mA mewakili had atas isyarat, yang sepadan dengan julat penuh pembolehubah yang diukur. Sebagai contoh, dalam pengukuran suhu, jika julat pengukuran ialah 0°C100°C, 4mA mungkin sepadan dengan 0°C, dan 20mA mungkin sepadan dengan 100°C. Piawaian isyarat ini mempunyai kelebihan keupayaan anti-gangguan yang kuat dan jarak penghantaran yang panjang. Jarak penghantaran umum boleh mencapai ratusan meter atau bahkan ribuan meter, dan boleh memenuhi keperluan penghantaran isyarat antara peranti yang berbeza di kebanyakan tapak perindustrian.
Piawaian 4-20mA menonjol terutamanya kerana ia mempunyai banyak kelebihan. Pertama, ia mempunyai keupayaan anti-gangguan yang baik. Di tapak pengeluaran perindustrian, terdapat pelbagai gangguan elektromagnet. Jika isyarat mudah diganggu, ia akan membawa kepada peningkatan ralat pengukuran dan kawalan dan menjejaskan kualiti pengeluaran. Isyarat 4-20mA boleh kekal secara relatif stabil dalam persekitaran elektromagnet yang kompleks, memastikan penghantaran data yang tepat.
Kedua, jarak penghantarannya agak panjang. Dalam perusahaan industri besar, jarak antara peranti mungkin agak panjang, dan isyarat mudah dilemahkan semasa penghantaran. Kekuatan dan ciri isyarat 4 - 20mA membolehkannya mengekalkan prestasi yang baik dalam jarak jauh. Selain itu, piawaian ini juga membolehkan diagnosis kesalahan isyarat. Apabila arus isyarat ialah 0mA, kemungkinan besar ia menunjukkan bahawa terdapat kerosakan pada talian, menjadikannya lebih mudah untuk kakitangan penyelenggaraan mencari dan menyelesaikan masalah dalam masa.
Walaupun dengan perkembangan berterusan sains dan teknologi, automasi industri secara beransur-ansur beralih kepada pendigitalan, dan isyarat digital telah menunjukkan kelebihan besar dalam banyak aspek, pemancar isyarat analog masih digunakan secara meluas. Ini juga mencerminkan sepenuhnya daya hidup yang kuat daripada standard 4-20mA. Pemancar isyarat analog mempunyai kelebihan kos rendah, kebolehpercayaan tinggi, dan teknologi matang. Dalam sesetengah senario perindustrian yang sensitif kos dan tidak memerlukan ketepatan isyarat yang sangat tinggi, pemancar isyarat analog masih menjadi pilihan pertama. Selain itu, banyak peralatan perindustrian sedia ada direka berdasarkan piawaian 4-20mA. Jika semuanya diganti dengan peralatan digital, bukan sahaja kosnya akan menjadi besar, malah banyak masalah juga akan timbul seperti transformasi teknikal dan latihan kakitangan.
Penyatuan sistem isyarat instrumen dalam automasi industri adalah keperluan yang tidak dapat dielakkan untuk pembangunan industri. Sebagai standard isyarat elektrik, 4-20mA menonjol dalam persaingan sengit dan masih memainkan peranan penting dalam pengeluaran perindustrian semasa. Memandangkan teknologi terus maju, ia mungkin melengkapkan isyarat digital dan bersama-sama mempromosikan pembangunan automasi industri ke tahap yang lebih tinggi.
Yuyao Huangong automation instruments factory