Il trasmettitore della cella di carico converte il segnale a basso livello mV/V della cella di carico in un’uscita analogica o digitale standard leggibile da PLC, sistema di acquisizione dati o controller. La scelta corretta del trasmettitore dipende non solo dal tipo di uscita, ma anche dall’alimentazione della cella di carico, dall’intervallo di ingresso, dall’isolamento, dalla risoluzione e dalle condizioni ambientali.
Perché si usa un trasmettitore?
L’uscita della cella di carico è spesso di pochi millivolt. Questo segnale può essere influenzato da interferenze su cavi lunghi o in ambienti con motori potenti e inverter. Il trasmettitore aumenta il segnale, lo filtra e lo converte in una forma industriale come 4–20 mA, 0–10 V, RS485 o Modbus.
Quando si sceglie l’uscita 4–20 mA?
Il segnale di corrente è meno influenzato dalla caduta di tensione su lunghe distanze e grazie allo zero vivo da 4 mA, è possibile distinguere tra un’interruzione del cavo e lo zero reale. È una scelta preferita per l’automazione dei processi e per i quadri PLC remoti. Devono essere calcolati la resistenza d’ingresso del ricevitore, la tensione di alimentazione e il carico del loop.
Caratteristiche dell’uscita 0–10 V
L’uscita di tensione consente un’integrazione semplice su brevi distanze di cavo controllate. Il riferimento comune, la messa a terra e la caduta di tensione sono importanti. Su lunghe linee con elevato disturbo elettromagnetico, schermatura e percorso dei cavi devono essere pianificati con attenzione.
Vantaggi di RS485 e Modbus
RS485 è lo strato fisico della comunicazione; Modbus RTU è uno dei protocolli più utilizzati su questa linea. Su una linea singola possono essere indirizzati più dispositivi, il peso può essere trasmesso digitalmente e su alcuni dispositivi è possibile accedere alle informazioni di stato/configurazione. La terminazione della linea, la polarità, la velocità in baud, la parità e l’indirizzo del dispositivo devono essere compatibili su tutti i nodi.
Criteri di selezione del trasmettitore
- Sensibilità nominale della cella di carico e intervallo del segnale di ingresso
- Tensione di eccitazione supportata e resistenza totale del ponte
- Requisito di uscita analogica o digitale
- Isolamento galvanico e resistenza EMC
- Tensione di alimentazione, montaggio a pannello o sul campo
- Metodo di taratura, filtraggio e frequenza di campionamento
- Accuratezza e temperatura di esercizio necessarie
Connessione di più celle di carico
Quando le celle sono collegate in parallelo nella scatola di collegamento, deve essere controllata la resistenza di carico minima che il trasmettitore può alimentare. Quattro celle da 350 ohm non costituiscono lo stesso carico elettrico di una singola cella da 350 ohm. Si deve fare riferimento al numero di celle consentite dal datasheet o alla resistenza minima del ponte.
Come si effettua la scala del PLC?
Prima si completa la taratura zero e span del sistema meccanico. Successivamente, i valori minimi e massimi dell’uscita del trasmettitore vengono scalati all’unità di ingegneria del PLC. Per 4–20 mA, 4 mA può rappresentare il carico zero e 20 mA il pieno scala determinato. Devono essere aggiunti controlli di limite per overflow, valori negativi e rottura del sensore.
Perché l’isolamento è importante?
Quando la cella di carico, il trasmettitore, il PLC e l’alimentatore si trovano a potenziali di terra diversi, possono verificarsi correnti circolanti e disturbi. L’isolamento galvanico può ridurre questi effetti; tuttavia, non sostituisce una corretta messa a terra del quadro e la connessione dello schermo.
Errori di collegamento comuni
- Indovinare i colori della cella di carico senza datasheet
- Collegare erroneamente i terminali del sensore
- Messa a terra incontrollata dello schermo da entrambe le estremità
- Usare topologia a stella e terminazioni errate sul bus RS485
- Collegare il terminale comune dell’uscita analogica a un riferimento errato
- Nascondere l’errore solo con la scala PLC senza fare la taratura
Domande frequenti
Il trasmettitore e l’indicatore sono lo stesso?
No. Anche se alcune funzioni si sovrappongono, l’indicatore di solito offre un display utente e funzionalità di pesatura; il trasmettitore si concentra maggiormente sulla conversione del segnale e sull’integrazione con l’automazione.
È meglio 4–20 mA o RS485?
Non esiste una risposta universale. Per un segnale di processo semplice e affidabile 4–20 mA; per dispositivi multipli, integrità dei dati e diagnostica digitale RS485/Modbus potrebbe essere adatto.
Il trasmettitore aumenta la precisione della cella di carico?
Il segnale corretto del dispositivo viene elaborato in modo affidabile; tuttavia, non elimina errori meccanici o guasti del sensore.
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