Chuyển Đổi Tín Hiệu PT100 Ra 4-20mA, 0-10V Bằng K109PT: Hướng Dẫn Chuyên Sâu

Cảm biến nhiệt độ PT100 được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để đo nhiệt độ chính xác, nhưng tín hiệu của nó cần được chuyển đổi thành dạng 4-20mA hoặc 0-10V để tích hợp với PLC, SCADA, hoặc hệ thống điều khiển. Bộ chuyển đổi tín hiệu K109PT của Seneca là giải pháp hiệu quả cho nhu cầu này. Vậy chuyển đổi tín hiệu PT100 ra 4-20mA, 0-10V K109PT được thực hiện như thế nào? Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cung cấp hướng dẫn chi tiết về cách sử dụng K109PT, thông số kỹ thuật, cách cài đặt, ứng dụng thực tế (nhà máy xi măng Holcim, lò hơi công nghiệp, HVAC Daikin), giá cả tại Việt Nam năm 2025, và mẹo tối ưu hiệu suất. Bài viết này sẽ giúp kỹ sư và kỹ thuật viên tự động hóa triển khai hệ thống đo nhiệt độ hiệu quả.

Hình bộ chuyển đổi tín hiệu PT100 ra 4-20mA, 0-10v K109PT

1. Cảm Biến PT100 Và Tín Hiệu 4-20mA, 0-10V Là Gì?

Trước khi tìm hiểu chuyển đổi tín hiệu PT100 ra 4-20mA, 0-10V K109PT, hãy nắm rõ các khái niệm cơ bản:

Cảm biến PT100

• Định nghĩa: PT100 là cảm biến nhiệt độ RTD (Resistance Temperature Detector) sử dụng bạch kim (Platinum), với điện trở 100Ω ở 0°C. Điện trở thay đổi tuyến tính theo nhiệt độ (0.385Ω/°C).

• Đặc điểm:

  • Dải đo: -50°C đến 500°C (tùy loại).

  • Độ chính xác: ±0.1°C đến ±0.5°C.

  • Kết nối: 2 dây, 3 dây (phổ biến), hoặc 4 dây (chính xác cao).

• Ứng dụng: Đo nhiệt độ trong nhà máy xi măng, lò hơi, hệ thống HVAC, thực phẩm, dược phẩm.

Tín hiệu 4-20mA và 0-10V

• 4-20mA:

  • Tín hiệu analog tiêu chuẩn công nghiệp, sử dụng dòng điện 4mA (0%) và 20mA (100%) để biểu thị giá trị đo.

  • Ưu điểm: Chống nhiễu tốt, truyền xa (lên đến 1km), tích hợp với PLC/SCADA.

  • Ví dụ: PT100 đo 0-100°C, 4mA = 0°C, 20mA = 100°C.

• 0-10V:

  • Tín hiệu analog điện áp, với 0V (0%) và 10V (100%).

  • Ưu điểm: Dễ tích hợp với bộ điều khiển analog, phù hợp hệ thống nhỏ.

  • Nhược điểm: Nhạy với nhiễu, khoảng cách truyền ngắn (<50m).

• Ứng dụng: Kết nối với PLC Siemens S7-1200, SCADA WinCC, hoặc biến tần ABB ACS880.

Tại sao cần chuyển đổi tín hiệu PT100?

• PT100 tạo tín hiệu điện trở (Ω), không tương thích trực tiếp với PLC/SCADA.

• Bộ chuyển đổi tín hiệu (như K109PT) biến điện trở PT100 thành 4-20mA hoặc 0-10V để tích hợp với hệ thống điều khiển.

Hình ứng dụng bộ chuyển đổi tín hiệu PT100 ra 4-20mA, 0-10v K109PT

2. Bộ Chuyển Đổi K109PT Seneca: Đặc Điểm Và Thông Số Kỹ Thuật

Bộ chuyển đổi tín hiệu K109PT của Seneca (Italy) là thiết bị chuyên dụng để chuyển đổi tín hiệu PT100 thành 4-20mA hoặc 0-10V, được đánh giá cao nhờ độ chính xác, độ bền, và dễ cài đặt.

Đặc điểm nổi bật

• Tương thích đa dạng: Hỗ trợ PT100 (2/3/4 dây), Ni100, và nhiệt điện trở khác.

• Đầu ra linh hoạt: 4-20mA (active/passive), 0-10V, hoặc 0-5V.

• Độ chính xác cao: Sai số ±0.1% toàn thang đo.

• Cách ly điện: Cách ly 3 chiều (đầu vào/đầu ra/nguồn) 1.5kV, chống nhiễu điện từ.

• Cấu hình dễ dàng: Dùng phần mềm EASY K109PT hoặc DIP switch.

• Thiết kế nhỏ gọn: Kích thước 6.2 x 93.1 x 102.5mm, lắp trên DIN rail.

Thông số kỹ thuật

• Đầu vào:

  • PT100: -200°C đến 850°C.

  • Ni100: -60°C đến 250°C.

  • Điện trở: 0-400Ω.

• Đầu ra:

  • Dòng: 4-20mA (tải tối đa 600Ω).

  • Điện áp: 0-10V, 0-5V (tải tối thiểu 2kΩ).

• Nguồn cấp: 10-40VDC (12V, 24V phổ biến).

• Thời gian đáp ứng: <100ms.

• Nhiệt độ hoạt động: -20°C đến 65°C.

• Tiêu chuẩn: CE, EN 61000-6-2/6-4 (chống nhiễu EMC).

Ưu điểm của K109PT

• Độ bền cao: Tuổi thọ 5-10 năm trong môi trường công nghiệp (nhà máy xi măng, lò hơi).

• Dễ tích hợp: Hỗ trợ PLC Siemens, Mitsubishi, hoặc SCADA Ignition.

• Giá hợp lý: Thấp hơn các thương hiệu như Phoenix Contact, Siemens 20-30%.

• Ví dụ: K109PT trong nhà máy xi măng Holcim đo nhiệt lò quay, độ chính xác ±0.2°C.

3. Cách Chuyển Đổi Tín Hiệu PT100 Ra 4-20mA, 0-10V Bằng K109PT

Để chuyển đổi tín hiệu PT100 ra 4-20mA, 0-10V K109PT, bạn cần thực hiện các bước cài đặt và đấu nối chính xác. Dưới đây là hướng dẫn chi tiết, lấy ví dụ cho hệ thống HVAC Daikin:

3.1. Chuẩn bị

• Thiết bị: K109PT, cảm biến PT100 (3 dây), nguồn 24VDC, PLC Siemens S7-1200, dây tín hiệu (0.5-1.5mm²).

• Dụng cụ: Tô vít, đồng hồ vạn năng, máy tính (nếu dùng phần mềm EASY K109PT).

• Tài liệu: Sơ đồ đấu nối K109PT (tải từ website Seneca).

3.2. Cấu hình K109PT

• Dùng DIP switch:

  • Mở nắp K109PT, điều chỉnh DIP switch để chọn:

    • Loại cảm biến: PT100 (3 dây).

    • Đầu ra: 4-20mA hoặc 0-10V.

    • Dải đo: Ví dụ, 0-100°C (4mA = 0°C, 20mA = 100°C).

  • Tham khảo bảng cấu hình trong tài liệu K109PT.

• Dùng phần mềm EASY K109PT:

  • Kết nối K109PT với PC qua cáp USB-K109.

  • Cài đặt dải đo (0-150°C), đầu ra (4-20mA), và bù dây (cho PT100 3 dây).

  • Lưu cấu hình và ngắt kết nối.

3.3. Đấu nối K109PT

• Sơ đồ đấu nối (PT100 3 dây, đầu ra 4-20mA):

  • Đầu vào (PT100):

    • Cổng 1: Dây đỏ (dây 1).

    • Cổng 2: Dây đỏ (dây 2).

    • Cổng 3: Dây trắng (dây chung).

  • Đầu ra (4-20mA):

    • Cổng 7: Dây dương (+) tới PLC.

    • Cổng 8: Dây âm (-) tới PLC.

  • Nguồn cấp:

    • Cổng 5: +24VDC.

    • Cổng 6: 0V (GND).

• Lưu ý:

  • Dùng dây bù nhiệt cho PT100, độ dài dưới 10m để giảm sai số.

  • Kiểm tra cực tính nguồn 24VDC bằng đồng hồ vạn năng.

  • Ví dụ: Đấu K109PT cho PT100 đo nhiệt độ nước trong hệ HVAC Daikin, kết nối với PLC Siemens S7-1200.

3.4. Kiểm tra và hiệu chuẩn

• Bật nguồn: Kiểm tra đèn LED trên K109PT (xanh = hoạt động bình thường).

• Đo tín hiệu đầu ra:

  • Dùng đồng hồ vạn năng đo tại cổng 7-8:

    • 4mA = Nhiệt độ tối thiểu (0°C).

    • 20mA = Nhiệt độ tối đa (100°C).

  • Ví dụ: PT100 đo 50°C, đầu ra K109PT là 12mA (tương ứng 50% thang đo).

• Hiệu chuẩn:

  • Nếu sai số lớn (>0.5°C), điều chỉnh thông số bù dây qua phần mềm EASY K109PT.

  • Kiểm tra lại bằng máy đo nhiệt độ chuẩn (Fluke 724).

3.5. Khắc phục lỗi thường gặp

• Không có tín hiệu đầu ra:

  • Kiểm tra nguồn 24VDC, dây đấu nối.

  • Đảm bảo DIP switch cấu hình đúng.

• Tín hiệu sai lệch:

  • Kiểm tra dây PT100 (đứt, lỏng).

  • Bù dây cho PT100 3 dây qua phần mềm.

• Nhiễu tín hiệu:

  • Dùng dây chống nhiễu (shielded cable).

  • Đặt K109PT xa nguồn nhiễu (biến tần, động cơ).

4. Ứng Dụng Thực Tế Của K109PT

Bộ chuyển đổi K109PT được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp nhờ độ chính xác và linh hoạt. Dưới đây là các ví dụ thực tế:

4.1. Nhà máy xi măng

• Ứng dụng: Đo nhiệt độ lò quay (200-800°C) tại nhà máy xi măng Holcim.

• Cấu hình:

  • PT100 (3 dây, dải 0-800°C).

  • K109PT: Đầu ra 4-20mA, kết nối PLC Siemens S7-1500.

• Kết quả: Độ chính xác ±0.3°C, giảm sai số so với bộ chuyển đổi cũ 20%.

4.2. Lò hơi công nghiệp

• Ứng dụng: Đo nhiệt độ nước cấp lò hơi (50-150°C) trong nhà máy giấy.

• Cấu hình:

  • PT100 (4 dây, dải 0-150°C).

  • K109PT: Đầu ra 0-10V, kết nối biến tần ABB ACS880.

• Kết quả: Tín hiệu ổn định, thời gian đáp ứng <100ms, tăng hiệu suất lò 5%.

4.3. Hệ thống HVAC

• Ứng dụng: Đo nhiệt độ không khí trong hệ thống điều hòa Daikin tại tòa nhà văn phòng.

• Cấu hình:

  • PT100 (2 dây, dải 0-50°C).

  • K109PT: Đầu ra 4-20mA, kết nối SCADA Ignition.

• Kết quả: Giảm nhiễu tín hiệu 15%, tiết kiệm năng lượng HVAC 3%.

4.4. Ngành thực phẩm và dược phẩm

• Ứng dụng: Đo nhiệt độ bồn chứa (0-100°C) trong nhà máy sữa.

• Cấu hình:

  • PT100 (3 dây, dải 0-100°C).

  • K109PT: Đầu ra 4-20mA, kết nối PLC Mitsubishi FX5U.

• Kết quả: Độ bền 7 năm, sai số ±0.1°C, đáp ứng tiêu chuẩn HACCP.

6. Kết Luận

Chuyển đổi tín hiệu PT100 ra 4-20mA, 0-10V K109PT là giải pháp hiệu quả để tích hợp cảm biến nhiệt độ PT100 với hệ thống điều khiển công nghiệp. Bộ chuyển đổi K109PT của Seneca nổi bật nhờ độ chính xác ±0.1%, cách ly chống nhiễu 1.5kV, và dễ cài đặt qua DIP switch hoặc phần mềm EASY K109PT. Với các ứng dụng thực tế tại nhà máy xi măng Holcim, lò hơi công nghiệp, hệ thống HVAC Daikin, và ngành thực phẩm, K109PT đáp ứng nhu cầu đo nhiệt độ từ -200°C đến 850°C. Giá từ 2.5-3.5 triệu VNĐ, K109PT là lựa chọn tối ưu cho kỹ sư tự động hóa muốn nâng cao hiệu suất hệ thống.

Hy vọng với một vài chia sẻ về bộ chuyển đổi tín hiệu đa năng K109PT sẽ giúp anh em kỹ thuật đơn giản việc lựa chọn thiết bị. Tích hợp cách ly chống nhiễu tín hiệu thì càng yên tâm hơn.

Bài viết tham khảo : Bộ chia tín hiệu 4-20mA Z170REG-1

Cám ơn quý vị đã ghé website của chúng tôi.

Mọi chi tiết xin liên hệ:

Nguyễn Long Hội

Mobi: 0939.266.845

Email: hoi.nguyen@huphaco.vn

Web: cambiendoapsuat.vn