4. Ph−ơng pháp nghiên cứu
3.3. Thiết bị nhập xuất [8]
Thiết bị - xuất phổ biến đ−ợc sử dụng trong PLC. Các thiết bị nhập đ−ợc đề cập gồm cả Digital va Analog, chẳng hạn công tắc dò tìm vị trí, các công tắc Proximity, các công tắc quang điện, các bộ mã hoá, các công tắc nhiệt và áp suất, các đồng hồ điện áp, các biến áp vi sai tuyến tính, cá đồng hồ biến dạng, các Tranzistor nhiệt, các cặp nhiệt điện. Các thiết bị xuất gồm rơle thiết bị tiếp xúc, các van Solenoid, và các động cơ.
Cảm biến đóng vai trò quạn trọng trong bất kỳ hệ thống điều khiển nào. Nó là cơ quan cảm nhận của bộ điều khiển, cung cấp thông tin về tình trạng của đối t−ợng tới bộ điều khiển để bộ điều khiển có quyết định phù hợp với thực tế.
Các bộ cảm biến cung cấp tín hiệu Digital/rời rạc (có - không), các ngõ ra có thể đ−ợc kết nối dễ dàng với cổng nhập của PLC. Bộ cảm biến là thiết bị biến đổi đại l−ợng không điện cần đo thành đại l−ợng điện tỷ lệ với nó. Bất kỳ bộ cảm biến nào đều có tín hiệu vào là một hàm liên tục có tín hiệu vào X, Y = F(x). Trong thực tế để có đ−ợc đặc tính ấy ng−ời ta phải làm thực nghiện để tìm ra mỗi quan hệ giữa X và Y. Mỗi quan hệ này là phi tuyến, nh−ng để nâng cao độ chính xác cho thiết bị đo các nhà sản xuất đã đ−a ra nhiều ph−ơng pháp để phần nào làm giảm các sai số đó.
Chúng ta cần l−u ý rằng trong thực tế tín hiệu ra của bộ cảm biến không những phụ thuộc vào X mà còn phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài Z khi đó hàm phi tuyến trở thành Y = F(x,z).
ắ Đặc tính của bộ cảm biến
- Phải xét đến khả năng thay thế cho các bộ cảm biến. Nghĩa là cảm biến cùng loại có cùng đặc tính nh− nhau, nh− thế mới có khả năng thay thế khi bị h− hỏng và không mắc phải sai số.
- Cảm biến phải có đặc tính đơn trị, nghĩa là với hàm Y = F(x), ứng với một giá trị X thì có một giá trị Y t−ơng ứng. Đ−ơng cong bộ cảm biến phải ổn định nghĩa là không thay đổi theo thời gian.
- Tín hiệu ra của bộ cảm biến th−ờng rất nhỏ, và vậy để tiện cho việc ghép nối dụng cụ đo, hệ thống đo… tín hiệu ra th−ờng phải đ−ợc chuẩn hoá.
- Đặc tính quan trọng của bộ cảm biến là sai số. Sai số của bộ cảm biến gồm hai thành phần:
+ Sai số cơ bản: là sai số gây ra do nguyên tắc cảm biến, từ không hoàn thiện cấu trúc và yếu kém của công nghệ chế tạo.
+ Sai số phụ: là sai số gây ra do sai số bên ngoài khác với điều kiện tiêu chuẩn. Ví dụ nh− nhiệt độ môi tr−ờng thay đổi sẽ gây ra sai số của cảm biến điện cảm . Vậy để nâng cao độ tin cậy của cảm biến chúng ta cần hiệu chỉnh và thay đổi các thông số sao cho phù hợp với thực tế.
- Độ nhạy của cảm biến cũng là một công cụ quan trọng. Nó có tác dụng quyết định đến cấu trúc của mạch, để đảm bảo cho phép đo độ nhạy của những biến động nhỏ của đại l−ợng đo.
- Đặc tính động của cảm biến: Khi đại l−ợng đo tác động vào bộ cảm biến th−ờng xuất hiện quá độ. Quá trình này có thể nhanh hay chậm phụ thuộc vào loại cảm biến. Đặc tính này là độ tác động nhanh, nếu độ tác động nhanh chậm tức là phản ứng của tín hiệu ra trễ so với sự thay đổi của tín hiệu vào. Vì vậy, khi lựa chọn cảm biến ta phải l−u ý đến độ tác động nhanh của nó sao cho phù hợp với sự thay đổi với các yêu cầu kỹ thuật của bài toán đặt ra. nếu không giải quyết đ−ợc thì phải có sự tính toán để bù lại những ảnh h−ởng do sự chênh lệch đó gây ra.
- Sự tác động ng−ợc lại của cảm biến lên đại l−ợng đo và tiếp đến gây ra sự thay đổi tín hiệu ở đầu ra của cảm biến. Vì vậy khi lắp đặt cảm biến phải tính đến điều này.
- Kích th−ớc của cảm biến càng nhỏ càng tốt có nh− vậy mới đ−a cảm biến vào đ−ợc những nơi chật hẹp để đảm đ−ơng đ−ợc những công việc mà con ng−ời không thể thực hiện đ−ợc, hơn thế với kích th−ớc nhỏ độ chính xác càng tốt.
Ngày nay kỹ thuật cảm biến phát triển rất mạnh có rất nhiều cảm biến đ−ợc sản xuất ra. Để sản xuất ra đ−ợc cảm biến phải có một trình độ cao, nó là sự kết hợp giữa khoa học vật lý, điện tử, hoá học và vật liệu… Tóm lại trong một hệ thống tự động hoá, phần tử cảm biến đóng vai trò quan trọng nó là tai mắt cảm nhận sự thay đổi của đối t−ợng. Nhờ đó mà thực hiện quá trình tự động điều khiển các thông số theo yêu cầu của công nghệ.