Bir tartma sensörü nedir? PLC ile nasıl bağlantı kurulur? En doğru şekilde nasıl kullanılır?

Tartım sensörü nedir? PLC'ye nasıl bağlanır? En doğru şekilde nasıl kullanılır?

Ağırlık, günlük hayatta önemli bir birimdir ve endüstride daha da kritik öneme sahiptir. Üretim sürecinde ne kadar kilogram hammadde ekleniyor? Ne kadar kilogram atık oluşuyor? Bu veriler, tüm fabrikanın sorunsuz çalışmasını destekleyen temel unsurlardır.

Peki, endüstride ağırlık nasıl ölçülür? Tartım sensörleri kullanmamız gerekiyor!

Tartım sensörünün prensibi, ölçülen nesne üzerindeki yerçekimini belirli bir oranda ölçülebilir bir çıkış sinyaline dönüştürmektir.

Yaygın endüstriyel sensörler 4 telli ve 6 telli sistemler olarak kategorize edilir:

4 telli bir sensör için, aşağıdaki şemada gösterilen dört siyah kablo bulunur. Bunlardan EXC+ ve EXC-, tartım modülünden sensöre uyarma sağlarken, SIG+ ve SIG- tartım sensöründen gelen çıkışlardır. 6 telli bir sensör için, iki ek kırmızı kablo, SENSE+ ve SENSE- bulunur. Amaçları nedir? Bu iki kablo, kompanzasyon için kullanılır. Sensör ile tartım modülü arasındaki mesafe uzun olduğunda, bu kablolar kompanzasyon sağlayarak ölçüm sonuçlarını daha doğru hale getirir.

Pratik saha uygulamalarında, karmaşık çalışma koşulları nedeniyle, tartım sensörü ile tartım modülü arasındaki mesafe önemli olabilir. Örneğin, tartım modülü tarafından sensöre sağlanan besleme gerilimi 6V ise, hat kayıpları nedeniyle bu uyarma sinyali tartım sensörüne ulaştığında 6V'dan daha az olacaktır. Aynı yük koşullarında, sensörün çıkış sinyali besleme gerilimi ile orantılıdır. Bu nedenle, tartım modülü, sensör tarafındaki gerçek besleme gerilimini modülün kendisine geri beslemek için yüksek empedanslı bir devre kullanır. Tartım modülü daha sonra dahili bir karşılaştırıcı aracılığıyla çıkış besleme gerilimini ayarlar.

Tartım modülü hem 4 telli hem de 6 telli sensörlere bağlanabilir. 4 telli bir sensör bağlanıyorsa, SENSE+'yı EXC+'ya ve SENSE-'yi EXC-'ye bağlantı kutusunda veya tartım modülü tarafında kısa devre yapmak gerekir.

Fabrika ortamında tartım sensörlerini bir PLC'ye bağlamak için genellikle iki yöntemimiz vardır:

1. **Tartım Sensörü + Sinyal Şartlandırıcı/Verici + PLC Analog Girişi Kullanmak**
Neden ikincil bir vericiye ihtiyaç var? Çünkü sensör, nesnenin ağırlığı tarafından deforme edildiğinde milivolt seviyesinde bir gerilim sinyali üretir ve PLC bunu doğrudan okuyamaz. Bu nedenle, dönüştürme için ikincil bir vericiye ihtiyaç vardır. Dönüşüm söz konusu olduğunda, herkes bir miktar kayıp olacağını bilir. Bu kayıp çok büyük değil, ancak hassas ölçümler üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Daha önce 10g hassasiyet gerektiren ekipmanlar üzerinde çalıştım ve bu kayıp sonuçları önemli ölçüde etkiledi. Bu yöntemin özelliği, düşük maliyetli olması ve PLC sistemi üzerinde minimum gereksinimlere sahip olmasıdır, çünkü PLC'lerin %98'inden fazlası analog giriş işlevselliğine sahiptir. Ancak dezavantajı, yüksek hassasiyet gerektiren durumlarda kullanılamamasıdır.

2. **En Doğru Yöntem (ve En Pahalı): Tartım Sensörü + PLC Tartım Modülü Kullanmak**
Bu yöntem en hassas yöntemdir çünkü PLC, özel modülüne bağlandığında herhangi bir kayıp olmaz. Ayrıca, bu yöntemin hızı çok hızlıdır ve çeşitli karmaşık uygulamalar için uygundur.

**Dezavantajı, PLC sistemi üzerinde yüksek gereksinimler oluşturmasıdır.** İlk olarak, PLC'nin genellikle oldukça pahalı olan bir tartım modülü kullanması gerekir. Ayrıca, yeni bir tartım sisteminin kullanımdan önce kalibre edilmesi gerekir. Bir tartım sensörü hasar görür ve değiştirilirse, yeniden kalibrasyon da gereklidir. Çeşitli Siemens tartım modüllerinin kalibrasyon süreci basit değildir ve belirli bir deneyim ve teknik beceri gerektirir, bunu daha sonra tartışacağız. Bu nedenle, bu teknoloji yeni başlayanlar için uygun değildir.

**Hassas ölçüm için bir birim olarak, kullanım yöntemine dikkatle uyulmalıdır; aksi takdirde, hatalı ölçümlere veya hatta hasara yol açabilir.**

**I. Sensöre zarar vermemek için kurulum sırasında aşırı özen göstermek çok önemlidir.**

Bir tartım sensörünün elastomeri öncelikle alaşımlı alüminyum malzemeden yapılmıştır. Bu nedenle, titreşim veya kazara düşme gibi herhangi bir darbe, veri çıktısında önemli hatalara neden olabilir. Örneğin, 10 kg kapasiteli bir sensör, yaklaşık 15 kg'lık bir kuvvete maruz kalırsa kalıcı olarak hasar görebilir. Bu nedenle, kurulum sırasında tartım sensörünü azami özenle kullanmak esastır.

**II. Kurulum, tasarım gereksinimlerine kesinlikle uygun olmalıdır.**

Ekipman sürecine bağlı olarak, yatay veya dikey olarak monte edilebilir. Ancak, sensörün yük taşıyan kısmı ölçülen nesneye sıkıca oturmalıdır. Önemli olarak, yük taşıyan kısım ve ölçülen nesne, yanlış ölçümlere yol açacak başka herhangi bir kuvvet taşıyan noktaya temas etmemelidir.

**III. Bazen, aynı nesneyi ölçmek için üç veya daha fazla sensör kullanılır. Bu sensörler ile tartım düzeneği arasındaki temas yüzeyleri düz olmalıdır.** Aksi takdirde, düzensiz kuvvet dağılımı ölçüm sonuçlarını etkileyecektir. Hafif seviye hizalama hataları bağlantı kutusundaki dirençler kullanılarak telafi edilebilirken, bu ayarlama yeteneği sınırlıdır ve kalibrasyon için de ideal değildir. Bu nedenle, mümkün olduğunda düz bir kurulum sağlamaya çalışın.

**Diğer Önlemler:**

**I. Bağlantı Kutusu:** Birden fazla tartım sensörü kullanırken, bir bağlantı kutusu gerekli bir araçtır. Birden fazla sensörden gelen verileri birleştirir, tartım modülü üzerindeki iş yükünü azaltır.

Ancak, kullanım sırasında sorunlara yatkın bir bileşendir.

İlk olarak, toz geçirmezlik, su geçirmezlik ve statik elektriği önlemeye dikkat edin. İkincisi, kullanım sırasında, her bir terminalin işlevine dikkat edin ve yanlış kablolamadan kaçının.

**II. Kablo Bağlantısı ve Koruması**

Sensörün sinyali nihayetinde kablolar aracılığıyla iletilir. Bu sinyalin yüksek hassasiyeti göz önüne alındığında, küçük parazitler bile veri kararsızlığına neden olabilir.

Bu nedenle, bağlantılar kurulum sırasında sağlanan şemaya göre kesinlikle yapılmalıdır.

**III. Programlama Hususları: Filtreleme Kabul Edilebilir mi?**

Gerçek endüstriyel ortamlarda, çok sayıda parazit bulunur. Birçoğu filtreleme için programlama yöntemleri kullanmaya alışkın olsa da, bu tartım uygulamalarına da uygulanabilir. Ancak, filtrelemenin sinyal gecikmesine neden olduğunu unutmamak çok önemlidir. Amaç sadece gözlem ve ölçüm ise, bu bir sorun teşkil etmeyebilir. Ancak veriler hesaplamalar için veya süreçleri kontrol etmek için kullanılıyorsa, filtreleme hatalı tartım sonuçlarına yol açabilir. Bu, akılda tutulması gereken önemli bir noktadır.