ในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม การรวมมาตรฐานสัญญาณเป็นสิ่งสำคัญ มันเกี่ยวข้องโดยตรงกับว่าระบบการผลิตทางอุตสาหกรรมทั้งหมดสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและเสถียรหรือไม่ ในการพัฒนาระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมในช่วงแรก ปัญหามาตรฐานสัญญาณเครื่องมือเป็นเหมือนปัญหายุ่งยาก ซึ่งจำกัดการพัฒนาอุตสาหกรรมต่อไปอย่างจริงจัง
ในช่วงแรกๆ ไม่มีมาตรฐานสัญญาณแบบครบวงจรสำหรับเครื่องมือในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม เหมือนกับอยู่ในเมืองที่ไม่มีกฎจราจร ที่ซึ่งยานพาหนะต่างๆ ขับแบบสุ่มและอยู่ในความสับสนวุ่นวาย มาตรฐานสัญญาณของเครื่องมือและมิเตอร์ที่ผลิตโดยผู้ผลิตแต่ละรายแตกต่างกันอย่างมาก
สิ่งนี้ทำให้การออกแบบอุปกรณ์ปลายน้ำจำนวนมากมีความซับซ้อนอย่างมากโดยตรง ดูการออกแบบจอแสดงผลเป็นตัวอย่าง เนื่องจากต้องปรับตัวให้เข้ากับมาตรฐานสัญญาณต่างๆ วิศวกรจึงต้องใช้เวลาและพลังงานอย่างมากในการปรับวงจรและเพิ่มประสิทธิภาพโปรแกรม ไม่เพียงเท่านั้น ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและบำรุงรักษาอุปกรณ์ยังเพิ่มขึ้นอย่างมากอีกด้วย ลองนึกภาพว่าเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาจำเป็นต้องเชี่ยวชาญมาตรฐานสัญญาณและวิธีการแก้ไขข้อบกพร่องของอุปกรณ์ต่างๆ มากมาย นี่เป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่อย่างไม่ต้องสงสัย นอกจากนี้ ปัญหาความเข้ากันได้ระหว่างมาตรฐานสัญญาณที่แตกต่างกันมักจะทำให้ไม่สามารถสื่อสารได้อย่างถูกต้องระหว่างอุปกรณ์ จึงส่งผลต่อความก้าวหน้าที่ราบรื่นของกระบวนการผลิตทั้งหมด
เมื่อต้องเผชิญกับปัญหานี้ผู้ผลิตหลายรายจึงเสนอวิธีแก้ปัญหาของตนเอง ในบรรดาคำแนะนำต่างๆ มากมาย จุดสนใจหลักอยู่ที่สัญญาณไฟฟ้า มีการเสนอมาตรฐานสัญญาณไฟฟ้าต่างๆ และมีการแข่งขันที่รุนแรง ผู้ผลิตบางรายเชื่อว่าช่วงสัญญาณไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจงเหมาะสมกับความต้องการของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมมากกว่า ในขณะที่ผู้ผลิตรายอื่นยืนยันว่าโซลูชันของตนเองมีข้อได้เปรียบมากกว่า แม้ว่าสถานการณ์ดอกไม้นับร้อยบานจะส่งเสริมนวัตกรรมทางเทคโนโลยีในระดับหนึ่ง แต่ก็ยังนำความวุ่นวายมาสู่อุตสาหกรรมอีกด้วย ทุกคนกำลังรอให้มาตรฐานที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางเกิดขึ้น
หลังจากการเร่งรัดและการทดสอบตลาดเป็นเวลานาน ในที่สุด มาตรฐานสัญญาณสองมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางก็เกิดขึ้นในที่สุด หนึ่งคือมาตรฐานสัญญาณนิวแมติก เลือกเป็น 20 - 100kPa
มาตรฐานสัญญาณนิวแมติก: ในบางสถานการณ์ที่มีข้อกำหนดในการป้องกันการระเบิดสูงมากและสภาพแวดล้อมที่รุนแรง สัญญาณนิวแมติกยังคงใช้อยู่ ช่วงมาตรฐานสัญญาณนิวแมติกทั่วไปคือ 20100kPa ตัวอย่างเช่น ในพื้นที่อันตรายบางแห่งในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีและอุตสาหกรรมอื่นๆ เครื่องมือนิวแมติกใช้อากาศอัดเป็นสื่อในการส่งสัญญาณเพื่อส่งค่าที่วัดได้หรือคำสั่งควบคุมในรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงความดันอากาศ ข้อดีของมาตรฐานสัญญาณนี้คือ ปลอดภัยอย่างแท้จริง และไม่ก่อให้เกิดปัจจัยอันตราย เช่น ประกายไฟทางไฟฟ้า อย่างไรก็ตามข้อเสียคือความเร็วในการตอบสนองค่อนข้างช้าและระยะการส่งสัญญาณมีจำกัด โดยทั่วไปภายในระยะหลายสิบเมตร
สัญญาณนิวแมติกมีข้อดีเฉพาะตัวในสถานการณ์อุตสาหกรรมเฉพาะบางสถานการณ์ ตัวอย่างเช่น ในสภาพแวดล้อมที่ติดไฟและระเบิดได้ สัญญาณนิวแมติกส์จะปลอดภัยและเชื่อถือได้มากกว่า อีกอย่างคือมาตรฐานสัญญาณไฟฟ้า 4-20mA กลายเป็นมาตรฐานทองคำที่สมควรได้รับ
สัญญาณกระแส 4-20mA: นี่เป็นหนึ่งในมาตรฐานสัญญาณอะนาล็อกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในสาขาอุตสาหกรรม 4mA แสดงถึงขีดจำกัดล่างของสัญญาณ ซึ่งโดยปกติจะสอดคล้องกับจุดศูนย์ของตัวแปรที่วัดได้ 20mA หมายถึงขีดจำกัดบนของสัญญาณ ซึ่งสอดคล้องกับช่วงเต็มของตัวแปรที่วัดได้ ตัวอย่างเช่น ในการวัดอุณหภูมิ หากช่วงการวัดคือ 0°C100°C 4mA อาจตรงกับ 0°C และ 20mA อาจตรงกับ 100°C มาตรฐานสัญญาณนี้มีข้อได้เปรียบในด้านความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่แข็งแกร่งและระยะการส่งสัญญาณที่ยาว ระยะการส่งข้อมูลทั่วไปสามารถเข้าถึงหลายร้อยเมตรหรือหลายพันเมตร และสามารถตอบสนองความต้องการการส่งสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ในไซต์อุตสาหกรรมส่วนใหญ่
มาตรฐาน 4-20mA มีความโดดเด่นเนื่องจากมีข้อดีหลายประการ ประการแรก มีความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่ดี ในไซต์การผลิตทางอุตสาหกรรม มีการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ หากสัญญาณถูกรบกวนได้ง่าย จะนำไปสู่ข้อผิดพลาดในการวัดและการควบคุมที่เพิ่มขึ้น และส่งผลต่อคุณภาพการผลิต สัญญาณ 4-20mA สามารถคงความเสถียรในสภาพแวดล้อมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซับซ้อน ทำให้มั่นใจในการส่งข้อมูลที่แม่นยำ
ประการที่สอง ระยะการส่งข้อมูลค่อนข้างยาว ในสถานประกอบการอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ระยะห่างระหว่างอุปกรณ์อาจค่อนข้างยาว และสัญญาณจะลดลงได้ง่ายระหว่างการส่งสัญญาณ ความแรงและคุณลักษณะของสัญญาณ 4 - 20mA ช่วยให้สามารถรักษาประสิทธิภาพที่ดีในระยะทางไกลได้ นอกจากนี้ มาตรฐานนี้ยังช่วยให้สามารถวินิจฉัยข้อผิดพลาดของสัญญาณได้ด้วย เมื่อกระแสสัญญาณเป็น 0mA มักจะบ่งชี้ว่ามีข้อผิดพลาดในสาย ทำให้เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาสามารถค้นหาและแก้ไขปัญหาได้ทันเวลาได้ง่ายขึ้น
แม้ว่าวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจะมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แต่ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมก็ค่อยๆ เปลี่ยนไปใช้ระบบดิจิทัล และสัญญาณดิจิทัลได้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบอย่างมากในหลาย ๆ ด้าน แต่เครื่องส่งสัญญาณแบบอะนาล็อกยังคงใช้กันอย่างแพร่หลาย นอกจากนี้ยังสะท้อนถึงพลังที่แข็งแกร่งของมาตรฐาน 4-20mA ได้อย่างเต็มที่ เครื่องส่งสัญญาณแบบอะนาล็อกมีข้อดีคือต้นทุนต่ำ ความน่าเชื่อถือสูง และเทคโนโลยีที่สมบูรณ์ ในสถานการณ์ทางอุตสาหกรรมบางสถานการณ์ที่คำนึงถึงต้นทุนและไม่ต้องการความแม่นยำของสัญญาณสูงเป็นพิเศษ เครื่องส่งสัญญาณแอนะล็อกยังคงเป็นตัวเลือกแรก นอกจากนี้ อุปกรณ์อุตสาหกรรมที่มีอยู่จำนวนมากยังได้รับการออกแบบตามมาตรฐาน 4-20mA หากทั้งหมดถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ดิจิทัล ไม่เพียงแต่จะมีต้นทุนมหาศาล แต่ยังจะเกิดปัญหามากมาย เช่น การเปลี่ยนแปลงทางเทคนิค และการฝึกอบรมบุคลากร
การรวมระบบสัญญาณเครื่องมือในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมเป็นข้อกำหนดที่หลีกเลี่ยงไม่ได้สำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรม ตามมาตรฐานสัญญาณไฟฟ้า 4-20mA โดดเด่นในการแข่งขันที่รุนแรงและยังคงมีบทบาทสำคัญในการผลิตภาคอุตสาหกรรมในปัจจุบัน ในขณะที่เทคโนโลยีก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีอาจเสริมสัญญาณดิจิทัลและร่วมกันส่งเสริมการพัฒนาระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมในระดับที่สูงขึ้น
Yuyao Huangong automation instruments factory