เครื่องส่งสัญญาณแบบสายเป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบเครื่องมือวัดอุตสาหกรรมและระบบสื่อสาร ออกแบบมาเพื่อแปลงสัญญาณเซ็นเซอร์ให้อยู่ในรูปแบบการส่งสัญญาณที่เป็นมาตรฐาน เพื่อการสื่อสารระยะไกลที่เชื่อถือได้ อุปกรณ์เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมต่อระหว่างเครื่องมือภาคสนามและระบบควบคุม เพื่อให้มั่นใจถึงการแพร่กระจายสัญญาณที่แม่นยำผ่านสื่อส่งสัญญาณต่างๆ รวมถึงสายคู่บิด, สายโคแอกเซียล และใยแก้วนำแสง ในอุตสาหกรรมกระบวนการผลิต เครื่องส่งสัญญาณแบบสายจะปรับสภาพสัญญาณจากเซ็นเซอร์ที่วัดความดัน อุณหภูมิ การไหล และระดับ ให้ความสามารถในการสื่อสารที่แข็งแกร่ง ทนทานต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า และสภาพแวดล้อมที่รุนแรง วิวัฒนาการของเครื่องส่งสัญญาณเหล่านี้จากตัวทำซ้ำแบบอะนาล็อกอย่างง่าย ไปจนถึงอุปกรณ์ดิจิทัลอัจฉริยะ สะท้อนให้เห็นถึงความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับโซลูชันการวัดและการควบคุมแบบบูรณาการในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่
เครื่องส่งสัญญาณแบบสายทำงานบนหลักการทางไฟฟ้าพื้นฐาน เพื่อให้มั่นใจถึงความสมบูรณ์ของสัญญาณตลอดเส้นทางการส่งสัญญาณ ฟังก์ชันหลักเกี่ยวข้องกับการรับสัญญาณระดับต่ำจากเซ็นเซอร์ (โดยทั่วไปอยู่ในช่วง mV หรือ mA) และแปลงเป็นสัญญาณอุตสาหกรรมมาตรฐาน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแบบอะนาล็อก 4-20 mA หรือโปรโตคอลดิจิทัลต่างๆ กระบวนการแปลงนี้ประกอบด้วยหลายขั้นตอนที่สำคัญ: การแยกสัญญาณอินพุตเพื่อป้องกันกราวด์ลูป, การขยายสัญญาณเพื่อเอาชนะการสูญเสียในการส่งสัญญาณ และการกรองเพื่อกำจัดการรบกวนของสัญญาณรบกวน เครื่องส่งสัญญาณแบบสายขั้นสูงใช้เทคนิคการเปลี่ยนความถี่ (frequency-shift keying) สำหรับการส่งข้อมูลดิจิทัล ในขณะที่เครื่องส่งสัญญาณแบบสองสายสมัยใหม่ (มักอ้างถึงว่าเป็นอุปกรณ์จ่ายไฟแบบลูป 4-20 mA) ใช้การปรับกระแสเพื่อส่งข้อมูลตัวแปรกระบวนการ ในขณะที่ดึงพลังงานการทำงานจากลูปเดียวกัน ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการเชื่อมต่อพลังงานแยกต่างหากในการติดตั้งภาคสนาม
ประสิทธิภาพของเครื่องส่งสัญญาณแบบสายมีลักษณะเฉพาะด้วยพารามิเตอร์สำคัญหลายประการที่กำหนดความเหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะ ข้อมูลจำเพาะความแม่นยำโดยทั่วไปอยู่ในช่วง ±0.1% ถึง ±0.5% ของช่วง โดยอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงกว่าใช้ขั้นตอนวิธีประมวลผลสัญญาณขั้นสูง ช่วงอุณหภูมิในการทำงานโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง -40°C ถึง 85°C สำหรับหน่วยเกรดอุตสาหกรรม โดยมีรุ่นพิเศษสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง การแยกทางไฟฟ้าระหว่างวงจรอินพุต เอาต์พุต และพลังงาน โดยทั่วไปจะสูงถึง 1500V AC หรือสูงกว่า ซึ่งให้การป้องกันไฟกระชากและผลต่างศักย์ดิน เครื่องส่งสัญญาณแบบสายสมัยใหม่มีการรวมความสามารถในการสื่อสารแบบดิจิทัลมากขึ้นเรื่อยๆ ผ่านโปรโตคอลต่างๆ เช่น HART, PROFIBUS PA และ Foundation Fieldbus ทำให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบสองทิศทางสำหรับการกำหนดค่า การสอบเทียบ และวัตถุประสงค์ในการวินิจฉัย ในขณะที่ยังคงรักษาความเข้ากันได้แบบอะนาล็อก
เครื่องส่งสัญญาณแบบสายถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในภาคอุตสาหกรรมหลายแห่ง ซึ่งการส่งสัญญาณที่เชื่อถือได้เป็นสิ่งสำคัญ ในอุตสาหกรรมกระบวนการผลิต เครื่องส่งสัญญาณความดันที่ติดตั้งในสายจะให้การบ่งชี้ที่มองเห็นได้ของสภาวะกระบวนการสุขาภิบาลในการแปรรูปอาหาร ผลิตภัณฑ์นม เครื่องดื่ม และการบำบัดน้ำเสีย สำหรับการใช้งานการวัดการไหล เครื่องส่งสัญญาณแบบสายจะเชื่อมต่อกับองค์ประกอบความดันแตกต่าง, มิเตอร์วัดการไหลแบบโวลเท็กซ์ และเซ็นเซอร์วัดการไหลแบบแม่เหล็ก เพื่อส่งข้อมูลอัตราการไหลไปยังระบบควบคุม ในระบบตรวจสอบอุณหภูมิ พวกเขาเชื่อมต่อตัวตรวจจับอุณหภูมิแบบต้านทานและเทอร์โมคัปเปิลกับระบบควบคุมแบบกระจายในระยะทางไกลโดยไม่มีการลดทอนสัญญาณ นอกจากนี้ เครื่องส่งสัญญาณแบบเลเซอร์ที่กำหนดค่าให้ปล่อยเส้นเลเซอร์แนวนอนหรือแนวตั้งเมื่อโครงสร้างรองรับอยู่ในตำแหน่งแนวตั้ง จะช่วยให้การจัดตำแหน่งและการวางตำแหน่งมีความแม่นยำในการผลิตและการก่อสร้าง
วิวัฒนาการของเครื่องส่งสัญญาณแบบสายได้เพิ่มขีดความสามารถในการบูรณาการกับระบบควบคุมร่วมสมัยอย่างต่อเนื่อง เครื่องส่งสัญญาณอะนาล็อก 4-20 mA แบบดั้งเดิมมักมีคุณสมบัติการซ้อนทับแบบดิจิทัล เช่น โปรโตคอล HART ซึ่งช่วยให้สามารถส่งสัญญาณอะนาล็อกและการสื่อสารแบบดิจิทัลพร้อมกัน สำหรับการใช้งานขั้นสูงยิ่งขึ้น เครื่องส่งสัญญาณที่เข้ากันได้กับฟิลด์บัสแบบดิจิทัลเต็มรูปแบบช่วยลดความต้องการในการเดินสายผ่านการกำหนดค่าแบบหลายจุด ในขณะที่ให้ข้อมูลการวินิจฉัยที่ได้รับการปรับปรุง เครื่องส่งสัญญาณแบบสายที่เข้ากันได้กับ WirelessHART แสดงถึงวิวัฒนาการล่าสุด โดยกำจัดการเดินสายจริงทั้งหมด ในขณะที่ยังคงความเข้ากันได้กับสถาปัตยกรรมระบบควบคุมที่มีอยู่ ความสามารถในการบูรณาการเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าเครื่องส่งสัญญาณแบบสายยังคงเป็นส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องในการใช้งาน Industry 4.0 และกรอบการทำงานของ Industrial Internet of Things
การใช้งานเครื่องส่งสัญญาณแบบสายที่ประสบความสำเร็จต้องพิจารณาปัจจัยทางเทคนิคหลายประการอย่างรอบคอบ เทคนิคการต่อสายดินและการป้องกันที่เหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นในการลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อส่งสัญญาณอะนาล็อกระดับต่ำในระยะทางไกล สำหรับการใช้งานด้านความปลอดภัยโดยธรรมชาติในพื้นที่อันตราย เครื่องส่งสัญญาณแบบสายต้องได้รับการรับรองให้ใช้ในการจำแนกประเภทโซนเฉพาะที่มีสิ่งกีดขวางด้านความปลอดภัยที่เหมาะสม ขั้นตอนการสอบเทียบควรคำนึงถึงการปรับศูนย์และการปรับช่วง โดยเครื่องส่งสัญญาณอัจฉริยะมีความสามารถในการสอบเทียบระยะไกล ซึ่งช่วยลดเวลาในการบำรุงรักษา การซีลสิ่งแวดล้อมตามมาตรฐาน IP67 หรือสูงกว่า ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมการล้างทำความสะอาด ในขณะที่วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน (โดยทั่วไปคือสแตนเลสสตีล 316 หรือโลหะผสมเกรดสูงกว่า) ช่วยให้มีอายุการใช้งานที่ยาวนานในสื่อกระบวนการที่รุนแรง
เทคโนโลยีเครื่องส่งสัญญาณแบบสายยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ การบูรณาการการวินิจฉัยขั้นสูง โปรโตคอลการสื่อสารแบบดิจิทัล และความสามารถไร้สาย ได้เปลี่ยนอุปกรณ์เหล่านี้จากตัวปรับสภาพสัญญาณอย่างง่าย ไปเป็นเครื่องมือภาคสนามอัจฉริยะที่สามารถรองรับกลยุทธ์การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์และการเพิ่มประสิทธิภาพในการดำเนินงาน ในขณะที่อุตสาหกรรมยังคงเดินทางสู่การเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัล เครื่องส่งสัญญาณแบบสายจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในการเชื่อมช่องว่างระหว่างการวัดกระบวนการทางกายภาพและระบบควบคุมแบบดิจิทัล เพื่อให้มั่นใจถึงการได้มาซึ่งข้อมูลที่เชื่อถือได้สำหรับการตัดสินใจอย่างมีข้อมูล
ผู้ติดต่อ: Ms. Caroline Chan
โทร: 13271919169