Endüstriyel otomasyon alanında sinyal standartlarının birleştirilmesi çok önemlidir. Endüstriyel üretim sisteminin tamamının verimli ve istikrarlı bir şekilde işleyip işleyememesiyle doğrudan ilgilidir. Endüstriyel otomasyonun erken gelişiminde, cihaz sinyal standartları konusu çetrefilli bir sorun gibiydi ve bu da endüstrinin daha da gelişmesini ciddi şekilde kısıtlıyordu.
İlk günlerde endüstriyel otomasyon alanındaki cihazlar için birleşik bir sinyal standardı yoktu. Bu, trafik kurallarının olmadığı, araçların rastgele ve kaos içinde gittiği bir şehirde olmaya benziyor. Farklı üreticiler tarafından üretilen cihaz ve ölçüm cihazlarının sinyal standartları büyük farklılıklar göstermektedir.
Bu doğrudan birçok alt ekipmanın tasarımının son derece karmaşık hale gelmesine neden olur. Örnek olarak ekranların tasarımını ele alalım. Çeşitli sinyal standartlarına uyum sağlamaları gerektiğinden, mühendislerin devreleri ayarlamak ve programları optimize etmek için çok fazla zaman ve enerji harcaması gerekir. Sadece bu da değil, ekipmanın kurulum ve bakım maliyetleri de önemli ölçüde arttı. Bakım personelinin birçok farklı cihazın sinyal standartlarına ve hata ayıklama yöntemlerine hakim olması gerektiğini düşünün. Bu şüphesiz çok büyük bir zorluktur. Üstelik, farklı sinyal standartları arasındaki uyumluluk sorunları çoğu zaman cihazlar arasında düzgün iletişim kurulamamasına yol açarak tüm üretim sürecinin sorunsuz ilerlemesini etkiler.
Bu sorunla karşı karşıya kalan birçok üretici kendi çözümlerini önerdi. Pek çok öneri arasında asıl odak noktası elektrik sinyalleridir. Çeşitli elektrik sinyali standartları önerilmiştir ve rekabet oldukça şiddetlidir. Bazı üreticiler belirli bir elektrik sinyal aralığının endüstriyel otomasyonun ihtiyaçlarına daha uygun olduğuna inanırken, diğer üreticiler kendi çözümlerinin daha fazla avantaja sahip olduğu konusunda ısrar ediyor. Yüzlerce çiçeğin açması durumu teknolojik yeniliği belli ölçüde teşvik etse de sektöre daha fazla kaos da getirdi. Herkes yaygın olarak tanınan bir standardın ortaya çıkmasını bekliyor.
Uzun süren yağış ve piyasa testlerinden sonra, geniş çapta kabul gören iki sinyal standardı nihayet ortaya çıktı. Bunlardan biri 20 - 100kPa olarak seçilen pnömatik sinyal standardıdır.
Pnömatik sinyal standartları: Patlamaya karşı koruma gereksinimlerinin son derece yüksek olduğu ve zorlu ortamların olduğu bazı durumlarda, pnömatik sinyaller hala kullanılmaktadır. Ortak pnömatik sinyal standart aralığı 20100kPa'dır. Örneğin, petrokimya ve diğer endüstrilerdeki bazı tehlikeli alanlarda, pnömatik aletler, ölçülen değerleri veya kontrol talimatlarını hava basıncındaki değişiklikler şeklinde iletmek için sinyal iletim ortamı olarak basınçlı havayı kullanır. Bu sinyal standardının avantajı, kendinden güvenli olması ve elektrik kıvılcımı gibi tehlikeli faktörler üretmemesidir. Ancak dezavantaj, tepki hızının nispeten yavaş olması ve sinyal iletim mesafesinin genellikle onlarca metreyle sınırlı olmasıdır.
Pnömatik sinyallerin bazı spesifik endüstriyel senaryolarda benzersiz avantajları vardır. Örneğin yanıcı ve patlayıcı ortamlarda pnömatik sinyaller daha güvenli ve güvenilirdir. Diğeri ise elektrik sinyal standardıdır, 4-20mA hak edilmiş altın standart haline gelmiştir.
4-20mA akım sinyali: Endüstriyel alanlarda en yaygın kullanılan analog sinyal standartlarından biridir. 4mA, genellikle ölçülen değişkenin sıfır noktasına karşılık gelen sinyalin alt sınırını temsil eder; 20mA, ölçülen değişkenin tüm aralığına karşılık gelen sinyalin üst sınırını temsil eder. Örneğin sıcaklık ölçümünde ölçüm aralığı 0°C100°C ise 4mA 0°C'ye, 20mA ise 100°C'ye karşılık gelebilir. Bu sinyal standardı, güçlü anti-parazit yeteneği ve uzun iletim mesafesi avantajlarına sahiptir. Genel iletim mesafesi yüzlerce metre hatta binlerce metreye ulaşabilmektedir ve çoğu endüstriyel tesiste farklı cihazlar arasındaki sinyal iletim ihtiyacını karşılayabilmektedir.
4-20mA standardı, esas olarak birçok avantajı olduğu için öne çıkıyor. İlk olarak, iyi bir anti-parazit yeteneğine sahiptir. Endüstriyel üretim sahalarında çeşitli elektromanyetik girişimler bulunmaktadır. Sinyale kolayca müdahale edilmesi ölçüm ve kontrol hatalarının artmasına neden olacak ve üretim kalitesini etkileyecektir. 4-20mA sinyali, karmaşık bir elektromanyetik ortamda nispeten kararlı kalarak doğru veri iletimini sağlar.
İkincisi, iletim mesafesi nispeten uzundur. Büyük endüstriyel işletmelerde cihazlar arasındaki mesafe nispeten uzun olabilir ve sinyaller iletim sırasında kolaylıkla zayıflayabilir. 4 - 20mA sinyalinin gücü ve özellikleri, uzun mesafelerde iyi performansı korumasını sağlar. Ayrıca bu standart sinyallerin arıza teşhisini de mümkün kılmaktadır. Sinyal akımının 0mA olması büyük olasılıkla hatta bir arıza olduğunu gösterir ve bakım personelinin sorunu zamanında bulup çözmesini kolaylaştırır.
Bilim ve teknolojinin sürekli gelişmesiyle birlikte endüstriyel otomasyonun giderek dijitalleşmeye geçmesine ve dijital sinyallerin birçok açıdan büyük avantajlar göstermesine rağmen analog sinyal vericiler hala yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu aynı zamanda 4-20mA standardının güçlü canlılığını da tam olarak yansıtmaktadır. Analog sinyal vericileri düşük maliyet, yüksek güvenilirlik ve olgun teknoloji avantajlarına sahiptir. Maliyet açısından hassas olan ve özellikle yüksek sinyal doğruluğu gerektirmeyen bazı endüstriyel senaryolarda analog sinyal vericileri hala ilk tercihtir. Ayrıca mevcut birçok endüstriyel ekipman 4-20mA standardına göre tasarlanmıştır. Tamamı dijital ekipmanlarla değiştirilirse, maliyet çok büyük olacağı gibi, teknik dönüşüm, personel eğitimi gibi pek çok sorun da ortaya çıkacak.
Endüstriyel otomasyonda enstrüman sinyal sistemlerinin birleştirilmesi endüstrinin gelişimi için kaçınılmaz bir gerekliliktir. Bir elektrik sinyal standardı olarak 4-20mA, yoğun rekabette öne çıkmakta ve mevcut endüstriyel üretimde hala önemli bir rol oynamaktadır. Teknoloji ilerlemeye devam ettikçe dijital sinyalleri tamamlayabilir ve endüstriyel otomasyonun gelişimini daha yüksek bir düzeye taşıyabilir.
Yuyao Huangong automation instruments factory
