انتقال آنالوگ در کنترل صنعتی چیست؟

انتقال آنالوگ - ستون فقرات ارتباطات صنعتی

انتقال آنالوگ روش سنتی انتقال اطلاعات است. بر خلاف همتای دیجیتال خود، از سیگنال پیوسته برای نمایش اطلاعات استفاده می کند. در سیستم‌های کنترل صنعتی، این امر اغلب به دلیل نیاز به پاسخ بلادرنگ و انتقال داده‌ها بسیار مهم است.

ظهور و به کارگیری فناوری کنترل صنعتی، انقلاب صنعتی سوم را به همراه داشت که نه تنها کارایی کار را به میزان زیادی بهبود بخشید، بلکه باعث صرفه جویی در هزینه های کار و سایر هزینه ها شد. کنترل صنعتی به کنترل اتوماسیون صنعتی اشاره دارد که به استفاده از فناوری رایانه، فناوری میکروالکترونیک و وسایل الکتریکی برای خودکارسازی، کارآمدتر، دقیق‌تر و قابل کنترل‌تر کردن فرآیند تولید و ساخت کارخانه اشاره دارد. حوزه های اصلی کنترل صنعتی در نیروگاه های بزرگ، هوافضا، ساخت سد، گرمایش کنترل دمای صنعتی و سرامیک است. مزایای غیر قابل جایگزینی دارد. مانند: نظارت بلادرنگ شبکه های برق نیاز به جمع آوری تعداد زیادی از مقادیر داده و انجام پردازش جامع دارد. مداخله فناوری کنترل صنعتی پردازش حجم زیادی از اطلاعات را تسهیل می کند.

آناتومی انتقال آنالوگ

انتقال آنالوگ شامل استفاده از یک محدوده پیوسته از مقادیر است. کمیت های فیزیکی مانند دما یا فشار را به سیگنال های ولتاژ یا جریان متناظر تبدیل می کند. این تداوم دقت را فراهم می‌کند و انتقال آنالوگ را برای صنایعی که دقت در آن‌ها مهم است، تبدیل به ابزاری می‌کند.

کمیت آنالوگ به کمیتی اطلاق می شود که متغیر به طور مداوم در یک محدوده معین تغییر می کند. یعنی می‌تواند هر مقداری را (در محدوده مقدار) در یک محدوده خاص (حوزه تعریف) بگیرد. فقط می تواند دو مقدار بگیرد.

چرا گیربکس آنالوگ را انتخاب کنیم؟

انتقال آنالوگ به چند دلیل می تواند یک روش سودمند برای انتقال اطلاعات باشد:

1. شکل طبیعی:بسیاری از پدیده های طبیعی آنالوگ هستند، بنابراین قبل از انتقال نیازی به تبدیل دیجیتالی ندارند. به عنوان مثال، سیگنال های صوتی و تصویری به طور طبیعی آنالوگ هستند.
2. سادگی سخت افزار:سیستم های انتقال آنالوگ، مانند سیستم های رادیویی FM/AM، اغلب ساده تر و ارزان تر از سیستم های دیجیتال هستند. این هنگام راه‌اندازی سیستم‌هایی که هزینه و سادگی از عوامل اصلی هستند، سودمند است.
3. تاخیر کمتر:سیستم های آنالوگ اغلب می توانند تاخیر کمتری نسبت به سیستم های دیجیتال ارائه دهند، زیرا برای رمزگذاری و رمزگشایی سیگنال به زمان نیاز ندارند.
4. خطاهای صاف کردن:سیستم های آنالوگ می توانند برخی از انواع خطاها را به گونه ای صاف کنند که سیستم های دیجیتال نمی توانند. به عنوان مثال، در یک سیستم دیجیتال، یک خطای یک بیتی می‌تواند مشکل مهمی ایجاد کند، اما در یک سیستم آنالوگ، مقدار کمی نویز معمولاً باعث ایجاد مقدار کمی اعوجاج می‌شود.
5. انتقال آنالوگ در فواصل زیاد:برخی از انواع سیگنال های آنالوگ، مانند امواج رادیویی، می توانند مسافت های زیادی را طی کنند و مانند برخی از سیگنال های دیجیتال به راحتی مسدود نمی شوند.

با این حال، ذکر معایب انتقال آنالوگ نیز ضروری است. به عنوان مثال، در مقایسه با سیگنال‌های دیجیتال، به دلیل نویز، تخریب، و تداخل بیشتر در معرض افت کیفیت هستند. آنها همچنین فاقد ویژگی های پیشرفته سیستم های دیجیتال مانند قابلیت تشخیص خطا و تصحیح هستند.

تصمیم بین انتقال آنالوگ و دیجیتال در نهایت به نیازهای خاص برنامه بستگی دارد.

دما، رطوبت، فشار، سرعت جریان و غیره اندازه‌گیری شده توسط سنسور همگی سیگنال‌های آنالوگ هستند، در حالی که معمولاً باز و معمولاً بسته سیگنال‌های دیجیتال هستند (که دیجیتال نیز نامیده می‌شوند). یا ولتاژ 0-5 ولت، 0-10 ولت. پرسنل ساخت و ساز ترجیح می دهند از 4-20 میلی آمپر برای انتقال سیگنال های آنالوگ در شرایط کنترل صنعتی استفاده کنند و به ندرت از 0-5 ولت و 0-10 ولت استفاده می کنند.

دلیلش چیه؟

اولاً، معمولاً تداخل الکترومغناطیسی در کارخانه‌ها یا سایت‌های ساختمانی بسیار جدی است و سیگنال‌های ولتاژ نسبت به سیگنال‌های جریان بیشتر مستعد تداخل هستند. علاوه بر این، فاصله انتقال سیگنال جریان بیشتر از فاصله انتقال سیگنال ولتاژ است و باعث تضعیف سیگنال نمی شود.

ثانیاً، جریان سیگنال ابزارهای عمومی 4-20 میلی آمپر است (4-20 میلی آمپر یعنی حداقل جریان 4 میلی آمپر و حداکثر جریان 20 میلی آمپر است). کمترین 4 میلی آمپر استفاده می شود زیرا می تواند نقطه قطع را تشخیص دهد. حداکثر 20 میلی آمپر برای برآوردن الزامات ضد انفجار استفاده می شود، زیرا انرژی پتانسیل جرقه ناشی از خاموش شدن سیگنال جریان 20 میلی آمپر برای احتراق نقطه انفجار گاز قابل احتراق کافی نیست. اگر بیش از 20 میلی آمپر باشد، خطر انفجار وجود دارد. مانند زمانی که حسگر گاز گازهای قابل اشتعال و انفجاری مانند مونوکسید کربن و هیدروژن را تشخیص می دهد، باید به حفاظت در برابر انفجار توجه شود.

در نهایت، هنگام ارسال یک سیگنال، در نظر بگیرید که مقاومت روی سیم وجود دارد. اگر از انتقال ولتاژ استفاده شود، افت ولتاژ مشخصی روی سیم ایجاد می‌شود و سیگنال در انتهای گیرنده خطای خاصی ایجاد می‌کند که منجر به اندازه‌گیری نادرست می‌شود. بنابراین در سیستم های کنترل صنعتی معمولا از انتقال سیگنال جریان زمانی استفاده می شود که مسافت طولانی کمتر از 100 متر باشد و از انتقال سیگنال ولتاژ 0-5 ولت برای انتقال مسافت کوتاه استفاده می شود.

در سیستم کنترل صنعتی، فرستنده ضروری است و روش انتقال آنالوگ فرستنده توجه بسیار مهمی است. با توجه به محیط استفاده خود، محدوده اندازه گیری و سایر عوامل، حالت خروجی آنالوگ فرستنده مربوطه را برای دستیابی به اندازه گیری دقیق و کمک به کار خود انتخاب کنید. ما یک عنصر فلزی متخلخل عالی / عنصر فولاد ضد زنگ داریم. سنسور/کاوشگر دما و رطوبت، محصول و خدمات مسکن ضد انفجار زنگ هشدار گاز. اندازه های زیادی برای انتخاب شما وجود دارد، خدمات پردازش سفارشی نیز موجود است.