Porozmawiaj z nami
Czat udostępnia Firmao.pl CRM

PARTNERZY

NEWSY / BLOG POZNAJ MITSUBISHI ELECTRIC ODDZIAŁ POLSKA

Korporacja Mitsubishi Electric, posiadająca 90 lat doświadczenia w zakresie dostarczania niezawodnych, wysokiej jakości innowacyjnych produktów w dziedzinie automatyki przemysłowej, produkcji, marketingu i sprzedaży urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Programowalne sterowniki PLC, rozwiązania napędowe, roboty przemysłowe, panele dotykowe, wycinarki laserowe i sterownie CNC firmy Mitsubishi Electric zaliczają się do produktów najwydajniejszych na rynku i gwarantują sukcesy firmy już od ponad 30 lat.

KATALOG PRODUKTÓW POZNAJ FINDER

Od 1954 Finder pracował wyłącznie w zakresie przekaźników i timerów. Nasz wysoki stopień specjalizacji zaowocował ponad 10.000 różnych produktów w jednej z najszerszych dostępnych ofert. Firma szeroko się rozwija i inwestuje w przyszłość uzupełniając gamę swojego asortymentu. Prócz przekaźników oferuje rozwiązania przemysłu elektrycznego do zastosowań domowych jak i komercyjnych poprzez przekaźniki, urządzenia przeciwprzepięciowe, termostaty panelowe, zasilacze i liczniki energii. Gama asortymentu obejmuje ponad 12 tysięcy produktów.

KATALOG ONLINE POZNAJ JOHNSON CONTROLS

Firma Johnson Controls to światowy lider w zakresie zróżnicowanych technologii i przemysłu świadczący usługi dla klientów w ponad 150 krajach. 120 000 pracowników tworzy wysokiej jakości produkty, usługi i rozwiązania umożliwiające optymalizację wydajności energetycznej oraz obsługowej budynków. Johnson Control prężnie działa również w branży motoryzacyjnej, a w ofercie firmy można odnaleźć różne rodzaje akumulatorów oraz opracowane systemy wnętrz samochodowych.

SKLEP I ZAMÓWIENIA POZNAJ EATON

Eaton Electric jest producentem najwyższej jakości automatyki przemysłowej, aparatury sygnalizacyjnej, łączeniowej, zabezpieczającej i instalacyjnej oraz systemów rozdziału energii niskiego napięcia. Międzynarodowe nagrody oraz certyfikaty są dowodem, iż produkty Eaton Electric odpowiadają najnowszym standardom bezpieczeństwa i wymaganiom jakości. Wszystkie nasze wyroby gwarantują długoletnie działanie.

BLOG WAGO POZNAJ WAGO

WAGO jest producentem urządzeń automatyki przemysłowej i budynkowej oraz systemów połączeń dla elektrotechniki i elektroniki. Powstanie w 1951 roku firmy WAGO było wyrazem przekonania o słuszności obranego kierunku i stworzyło podwaliny pod dalszy rozwój technologii. Z czasem stała się ona standardem na całym świecie i teraz nie sposób wyobrazić sobie nowoczesnej instalacji elektrycznej czy systemu automatycznego sterowania bez wyrobów WAGO.

PRODUKTY PANASONIC POZNAJ PANASONIC

Panasonic Electric Work Europe AG zajmuje się produkcją oraz dystrybucją komponentów automatyki, takich jak: czujniki przemysłowe, sterowniki programowalne, napędy przemysłowe i systemy znakowania laserowego. W ścisłej kooperacji z europejskimi klientami, oferują rozwiązania dla różnych obszarów biznesu, takich jak przemysł motoryzacyjny, pojazdy elektryczne, automatyzacja procesów technologicznych oraz budynków, odnawialnych źródeł energii czy zarządzania środowiskowego.

MENU PROFIL

WYRÓŻNIONE FIRMY

Kurs Automatyki #5.3 Pomiar temperatury czujnikiem PT100.

31619 wyświetleń, autor: Marcin Faszczewski.

Artykuł z serii: Kurs podstaw automatyki


Etyka Inżyniera nakazuje najpierw dowiedzieć się jak coś działa a dopiero później zabierać się za połączenia, modyfikacje i projekty. W praktyce jednak większość z nas dochodziła do rozwiązania problemu korzystając z najpopularniejszej metody “Prób i błędów”.


multiprojekt
Artykuł powstał we współpracy z firmą Multiprojekt, która w swojej ofercie posiada komponenty automatyki od urządzeń wykonawczych (siłowniki, silniki itp.) po urządzenia sterujące (PLC, HMI itd.). Firma Multiprojekt zajmuje się również organizowaniem szkoleń dla automatyków, które kosztują tylko 50 zł netto! Warto się tym zainteresować!


Tutaj jednak metody prób i błędów nie będzie bo w pierwszej kolejności liźniemy trochę teorii o czujnikach temperatury. Ale trochę tylko :).

Czujnik temperatury PT100

Podstawowym elementem czujnika temperatury PT100 jest rezystor o dużym współczynniku zmiany rezystancji wraz z temperaturą. To taki potencjometr którym kręci temperatura. Jak zimno to kręci w lewo (mniej Ω) jak gorąco to kręci w prawo (więcej Ω). Cała konstrukcja wraz z rezystorem i przewodami jest tak dobrana, że całe urządzenie pomiarowe ma wysoką dokładność odzwierciedlając rzeczywistą temperaturę w zakresie od ok 0°C do 200°C. Z nazwy PT100 wynika że ta stówka to wartość znamionowa oporności czujnika dla 0°C. Czyli czujnik PT100 dla 0°C powinien mieć oporność 100 Ω. Poniżej znajduje się tabela stosunku temperatury do oporności wyjściowej czujnika.

Temperatura, °C Opór, Ω Temperatura, °C Opór, Ω
-200 18,49 120 146,06
-150 39,71 140 153,58
-100 60,25 160 161,04
-80 68,33 180 168,46
-60 76,33 200 175,84
-40 84,21 220 183,17
-20 92,13 240 190,45

0

100,00

260 197,69
20 107,79 280 204,88
40 115,54 300 212,02
60 123,24 320 219,12
80 130,89 340 226,17
100 138,50 360 233,17

Ot i cała filozofia ? Nie!

 

W przypadku gdy odległość czujnika od urządzenia pomiarowego jest niewielka – kilka metrów, to w zasadzie można zastosować dwuprzewodowy czujnik PT100 :

Czujnik temperatury PT100 - dwuprzewodowy

Czujnik temperatury PT100 – dwuprzewodowy

Przy większej odległości zaleca się stosowanie czujników czteroprzewodowych:

Czujnik temperatury PT100 - czteroprzewodowy

Czujnik temperatury PT100 – czteroprzewodowy

Z uwagi na oszczędności i wystarczającą dokładność pomiaru, najczęściej spotykanym czujnikiem temperatury jest trójprzewodowy PT100:

Czujnik temperatury PT100 - trójprzewodowy

Czujnik temperatury PT100 – trójprzewodowy

O co chodzi z tymi przewodami?

 

Czujniki termorezystancyjne przetwarzają temperaturę na rezystancję, to już wiemy. Ale pamiętajmy, że przewody elektryczne również mają swoją rezystancję. Dlatego im dłuższy obwód pomiarowy tym większa rezystancja w szeregu z rezystorem pomiarowym czujnika. A rezystancja szeregowo połączonych rezystorów się sumuje. Przy dokładnych pomiarach należałoby jeszcze uwzględnić temperaturę przewodów, która również zmienia rezystancję.

 

Oporność przewodu liczymy ze wzoru:

R = ρ ⋅ l / s

gdzie:
ρ – oporność właściwa miedzi (Cu);
l – długość przewodu [m];
s – przekrój przewodu [mm2].

Każdy metr miedzianego przewodu o przekroju 1 mm2 to 0,017Ω, zatem każdy kilometr to 1,7 Ω. Wyobraź sobie teraz, że w dużym zakładzie przemysłowym odległość w metrach przewodu między szafą sterowniczą a zbiornikiem, w którym mierzona jest temperatura to nawet kilka kilometrów. Weźmy trzy kilometry, czujnik dwuprzewodowy czyli:

3 * 2 * 1,7 Ω = 10,2 Ω  a to około 4°C przekłamania na samych przewodach.

Można z tego wybrnąć na kilka sposobów. Na podstawie długości przewodów oblicza się rezystancję obwodu pomiarowego a następnie wartość ta jest stele odejmowana przy pomiarze lub stosuje się czujniki trój i cztero przewodowe.

Do sedna!

Jak już wspominałem, najczęściej stosowaną metodą połączeń są czujniki trójprzewodowe. Warunkiem prawidłowego funkcjonowania tego rozwiązania jest konieczność podłączenia czujnika takimi samymi przewodami. Dzięki temu sterownik automatycznie wykonuje kompensację rezystancji przewodów. Polega to na dwukrotnym pomiarze rezystancji. Pierwszy pomiar wykonywany jest między przewodami, na których podłączony jest rezystor czujnika, a drugi między przewodami bez czujnika:

Kompensacja rezystancji przewodów w trójprzewodowych czujniku PT100

Kompensacja rezystancji przewodów w trójprzewodowych czujnikach PT100

 

I teraz się skup. Pierwszy pomiar to tak naprawdę suma rezystancji rezystora pomiarowego i przewodów 1 i 2. Drugi pomiar to rezystancja przewodów 2 i 3. Przy założeniu, że wszystkie przewody są takie same i o takiej samej długości to drugi pomiar można porównać do rezystancji przewodów 1 i 2. Ha! Prostsze niż myślałeś co?

Podsumowując:

Rezystancja PT100 = Pomiar 1 – Pomiar 2.

Po przeliczeniu tej rezystancji według tabeli dla czujnika PT100 otrzymujemy dokładną temperaturę czujnika.

A czteroprzewodowe? Raczej są rzadko spotykane z uwagi na to, że nie wnoszą znacznej poprawy dokładności ani szybkości pomiaru a dodatkowa żyłka przewodu to kolejne pieniążki. Stosowane raczej na bardzo długie odległości lub tam gdzie wynik pomiaru musi być bardzo dokładny – np. w laboratorium.

IMG_8803

Czujnik temperatury PT100 z wbudowanym przetwornikiem pętli prądowej 4-20mA

Kolejna metoda i coraz częściej stosowana to przetworzenie rezystancji czujnika na pętlę prądową 4-20 mA bezpośrednio przy połączeniu czujnika PT100. W ten sposób eliminuje się niepożądane skutki rezystancji przewodu ponieważ prąd to nie spirytus i w sprawnym przewodzie nie ginie 🙂

20160802_194916

Czujnik PT100 z wbudowanym przetwornikiem 4-20mA w zbiorniku ze związkiem chemicznym.

Ale my skupimy się dzisiaj na czujnikach PT100 trójprzewodowych.

Teorii dość! Teraz pobawmy się tymi zagadnieniami na żywca !

Stanowisko testowe czujnika temperatury PT100

Do wyjaśnienia i przetestowania powyższych zagadnień wykorzystamy stanowisko ze sterownikiem PLC FATEK oraz panelem HMI WEINTEK. Mam przyjemność testować te urządzenia, w związku z współpracą między iAutomatyka.pl a firmą Multiprojekt. Pozdrawiam!

IMG_8693

Zestaw urządzeń od Multiprojekt, które podłączyłem w powyższym układzie to:

  1. Sterownik PLC FATEK FBs-20MNT2-AC.
  2. Moduł analogowy FATEK FBs-4A2D.
  3. Moduł temperatury FATEK FBs-6RTD – to tutaj podłączymy czujnik PT100.
  4. Panel dotykowy WEINTEK MT-8070iE <3 – mam ich kilka na koncie 🙂
    Oraz jako bonus:
  5. Silnik krokowy SM57HT56-1006A.
  6. Sterownik silnika krokowego Microstep Driver CW-5045.
  7. Krecik ? Nieee krecika już miałem 🙂

Z powyższej listy na pierwszy ogień wyciągamy moduł do pomiaru temperatury FBs-6RTD. Umożliwia on podłączenie 6 czujników trójprzewodowych ale my wykorzystamy tylko jedno wejście. Z instrukcji tego urządzenia wyciągamy schemat podłączenia czujników do modułu.

Fatek FBs-6RTD sposob podlaczenia

Fatek FBs-6RTD sposób podłączenia czujników temperatury

W pierwszej kolejności, aby moduł działał prawidłowo należy podłączyć go do zasilania. Tutaj jedna rzecz mi się nie podoba. Na schemacie brak jakiegokolwiek symbolu zabezpieczenia, tylko na “sztywno” podłączone źródło (czytaj zasilacz) do zacisków 24+/-. Wiadomo, schemat jest ideowy, symboliczny i sugerujący tylko sposób połączeń ale w mojej ocenie zabezpieczenie przed uszkodzeniem zwarciowym to rzecz podstawowa – szkoda że takie braki możemy zauważyć u wielu producentów :(. Nic to, ja dołożyłem zabezpieczenie topikowe na zasilanie obu modułów co możecie sprawdzić na schemacie elektrycznym tego stanowiska testowego.

Podlaczenie czujnika PT100 do sterownika plc fatek

Podłączamy czujnik temperatury. Zazwyczaj przewody są w jakiś sposób oznaczone a najczęściej kolorami białymi (umowny plus) oraz czerwonymi (umowny 2x minus). Bywają również czujniki nijak oznaczone lub z uszkodzonym oznaczeniem. Co wtedy? Nic bardziej prostszego jak wzięcie miernika uniwersalnego i pomiar rezystancji. W otoczeniu powinno wskazywać około 108 Ω (~20°C) a w pozostałym połączeniu powinno być 0Ω. Od razu wiadomo który to który.

W module FATEK FBs-6RTD rezystor pomiarowy należy podłączyć między zaciskami + i – danego wejścia temperaturowego (np. P1+ i P1-) a ostatni przewód (3) do zacisku COM. Jeżeli chcemy podłączyć 6 czujników to wszystkie 6 ostatnich przewodów czujników podłączamy do zacisku COM. Oczywiście nie bezpośrednio, tworząc jakąś ośmiorniczkę przewodową, ale przez złączki instalacyjne najlepiej w parze ze zworkami.

Program PLC i PT100 w sterownikach FATEK

Sterowniki PLC Fatek programuje się w środowisku WinProLadder, które za darmo i w pełnej wersji można ściągnąć ze strony multiprojekt.

Konfiguracja modułu temperaturowego FATEK w WinProLadder

W pierwszym starciu z konfiguracją sterownika PLC w nowym środowisku programowania to niemal zawsze droga po omacku. Jednak w parze z instrukcjami przygotowanymi przez producenta, w dodatku w języku polskim, całość staje się bardzo prosta. Tak bardzo prosta, że jestem w stanie wyjaśnić to na jednym obrazku.

  1. W pierwszej kolejności należy skonfigurować sterownik. Musimy w projekcie określić jakie urządzenia będziemy programować. Bo niby skąd WinProLadder na starcie ma się tego dowiedzieć :). Klikamy prawym przyciskiem myszy na Project I/O Numbering i wybieramy ADD MODULE. Z listy kolejno wybieramy odpowiednią konfigurację i przechodzimy dalej.
  2. Otwieramy okno konfiguracji.
  3. Wybieramy zakładkę do konfiguracji modułów temperatury.
  4. W tych trzech oknach musimy określić w której przestrzeni pamięci programu plc będą obsługiwane pomiary temperatury. W zaznaczonym, środkowym okienku określamy pamięć R w której będą znajdować się wyniki pomiarów. W konfiguracji sterownika dodaliśmy moduł 6RTD, który ma 6 wejść temperaturowych. A zatem jak wpisałem w tym okienku wartość R405 to wyniki pomiarów temperatury z kolejnych czujników będą zapisywać się w 6 kolejnych rejestrach czyli od R405~R410.
  5. Wybieramy typ czujnika w tym przypadku jest to PT100.
  6. Określamy jednostkę temperatury.
  7. I teraz to co tygryski lubią najbardziej czyli programowanie PLC. W naszym układzie czujnik podłączyliśmy pod wejście P1+ i P1-. Czyli wynik pomiaru z tego czujnika pojawi się w rejestrze R406. Ale w jakiej postaci? Już tłumaczę:
    Jeżeli czujnik zmierzy 20°C to na jego rezystorze pomiarowym będzie oporność 107,8Ω. Natomiast w rejestrze R406 pojawi się wartość 200. Jeżeli czujnik zmierzy w moim pokoju 197,4 °C (o Mamusiu jak gorąco) to w rejestrze pojawi się wartość 1974. Czyli w rejestrze z wynikiem pomiaru, pojawia się wartość wyrażona w formacie całkowitym z zachowaniem precyzji 0,1 stopni, gdzie np. widząc odczyt 275, należy go interpretować jako 27,5 stopnia.

Teraz można wynik pomiaru wyświetlić na panelu HMI weintek:

DO POBRANIA

Pobierz paczkę .zip z plikami do tego stanowiska o następującej zawartości:

  1. Schemat elektryczny
  2. Projekt programu PLC do sterownika FATEK w WinProLadder
  3. Projekt programu HMI z kursu do panela WEINTEK w EasyBuilder PRO
  4. Projekt programu HMI – szablon do paneli WEINTEK 800×480 w EasyBuilder PRO (Do odcinka Kurs Automatyki #5.4

Pobierz paczkę 

FILM


Więcej z serii: Kurs podstaw automatyki
26 września 2016 / Kategoria: , , , ,
  • Autor: Marcin Faszczewski
  • Redaktor naczelny w iAutomatyka.pl

    Założyłem blog i portal iAutomatyka.pl aby wspólnie z Automatykami, Firmami i Integratorami publikować i szerzyć informacje związane z automatyką.  Nazywamy to Projektem iAutomatyka!

    Od artykułów wyjaśniających zasady w świecie automatyki po wpisy informacyjne z wydarzeniami firm. Zapraszam Automatyków do założenia bezpłatnego konta i publikowania artykułów o automatyce razem z nami. Zapraszam też firmy do założenia profilu i umieszczenia swojej działalności w katalogu i na mapie automatyki jak i publikowania artykułów wśród społeczeństwa automatyków.

    Dołącz do projektu jako Integrator Automatyki.

    Dołącz do projektu jako Automatyk.

    Dołącz do projektu jako Firma, Producent, Dystrybutor.

  • Profil Autora
  • https://iautomatyka.pl/

KOMENTARZE

NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

Rozwiązania B&R – realizacja wizualizacji w technologii mapp

B&R prezentuje kolejny odcinek z serii Rozwiązania B&R, w którym przybliża nowoczesną wizualizację realizowaną w technologii mapp opartą o komponenty webowe i stworzoną na potrzeby automatyzacji. Nowoczesny wygląd i szybkość w realizacji – poznaj mapp View. Więcej szczegółów na stronie: https://www.br-automation.com/pl/produkty/innovations-2017/mapp-technology/mapp-view/

Rozwiązania B&R – realizacja wizualizacji w technologii mapp

Czy warto kupić multimetr Brymen?

Jakiś czas temu na portalu  Facebook w grupie o tematyce elektrycznej i automatyki wpadłem na pytanie jednego z kolegów : “Jaki multimetr kupić: Brymen serii BM23xx czy coś Sanwa”? Ponieważ jestem użytkownikiem dwóch modeli Brymen, jednego modelu już dość długo w domu (BM857a) i drugiego (BM239R) od niedawna w pracy. Ponieważ  z obu jestem zadowolony

Czy warto kupić multimetr Brymen?

Temat tabu

Swoją przygodę z automatyką zacząłem zaraz po studiach. Będąc osobą nieposiadającą doświadczenia, rozpocząłem pracę w dużej korporacji. Nie znając rynku pracy, jak i średniej wynagrodzeń w tej branży, zażądałem co najmniej dwóch tysięcy na rękę. Uznałem, że to odpowiednie wynagrodzenie dla takiego nowicjusza jak ja. W czasie trwania okresu próbnego otrzymywałem wypłatę w wysokości minimalnej

Temat tabu

Automatyzacja społeczeństwa – Czy zastąpią nas roboty?

Każdy z nas zapewne nie raz zastanawiał się jaki wpływ ma postęp technologii na życie człowieka. To, że postęp technologiczny ułatwia nasze życie jest na pewno bezsprzeczne. Autor filmu pokazuje osiągnięcia współczesnej automatyzacji oraz jaki wpływ na człowieka i społeczeństwo ma automatyzacja i robotyzacja. Zastanawia się też nad przyszłością człowieka w dobie robotyki. Czy będzie

Automatyzacja społeczeństwa – Czy zastąpią nas roboty?

Co to jest i jak działa protokół HART.

Protokół HART (ang. Highway Addressable Remote Transducer) – protokół komunikacyjny sieci przemysłowych. W 1986 roku firma Rosemount wprowadziła na rynek tzw. inteligentne przetworniki pomiarowe, które poza generowaniem prądowego sygnału pomiarowego 4-20 mA, komunikowały się przy pomocy tzw. protokołu HART. Protokół ten umożliwiał zmianę zakresu i diagnostykę urządzeń. Działa w oparciu o standard Bell 202, przetworniki

Co to jest i jak działa protokół HART.

ROBOT KROKI – Warstwa sprzętowa projektu cz.2

Artykuł z serii: "KROKI" - Robot przemysłowy, zbudowany na biurku Zgodnie z zapowiedzią zapraszam na drugą część serii, w której będziecie świadkami powstawania tego nietypowego projektu. Przejdziemy przez wszystkie etapy jego budowy. Zobaczycie, jak rozwiązuję napotykane problemy oraz jakich technologii używam przy budowie tej konstrukcji. Mam nadzieję, że seria ta będzie skarbnicą wiedzy dla początkujących

ROBOT KROKI – Warstwa sprzętowa projektu cz.2



MOŻESZ SIĘ TYM ZAINTERESOWAĆ

  • Bezpieczny, prosty w obsłudze i energooszczędny Seria serwowzmacniaczy Mitsubishi Electric MELSERVO MR-J4 wraz z kompatybilnymi modułami pozycjonującymi oraz zaawansowanymi kontrolerami motion, umożliwia konstruktorom maszyn i urządzeń oraz...
  • SEE Electrical jest to środowisko projektowe firmy IGE+XAO Polska do rysowania schematów elektrycznych i automatyki. Program daje możliwość projektowania pneumatyki, hydrauliki oraz doskonale się spełnia przy tworzeniu schematów kart wejści...
  • Nowe modułowe sterowniki programowalne PLC firmy Eaton umożliwiają producentom maszyn i systemów opracowywanie nowoczesnych koncepcji automatyki, zwłaszcza w połączeniu z systemem XN300 I/O i panelem dotykowym XV300. Modułowy sterownik zape...
  • Ekonomiczne monitorowanie i sterowanie, teraz także dzięki panelom 2 generacji. Dzięki odpowiedniemu doborowi funkcji HMI, panele Basic 2 generacji stanowią doskonałe rozwiązanie przy produkcji maszyn lub w małych aplikacjach przemysłowych....
  • Nowoczesne dotykowe panele operatorskie HMI firmy WEINTEK Labs. – Bezpłatne oprogramowanie narzędziowe w pełnej wersji – Precyzyjne, dotykowe ekrany wyświetlające szczegółową grafikę – Obszerne biblioteki komponentów grafi...
  • Zaprojektowane, aby zwiększyć wydajność Sterowniki FX5U/FX5UC zapewniają rodzinie FX wyższą wydajność oraz dodają nowe cechy, które wyznaczają standardy w klasie kompaktowych sterowników PLC. Pozwala to użytkownikom na tworzenie bardziej zł...



Wszystko stanie się prostsze po zalogowaniu :)

Przypomnij hasło

Nie masz konta? Zarejestruj się

Forgot your password?

Enter your account data and we will send you a link to reset your password.

Your password reset link appears to be invalid or expired.

Close
z

Przetwarzamy pliki... jeszcze chwilka…