TC04A 모듈의 특징 및 동작 개요

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Last updated: May 30, 2023
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특 징

TC 변환모듈은 열전대(K, J, E, T, B, R, S, N)의 입력을 받아 온도를 측정하여 온도 값과 부호 있는 14비트 디지털 값으로 변환하는 모듈입니다.

변환된 온도데이터를 부호 있는 14비트 바이너리 데이터로 변환하여 디지털 값으로 처리할 수 있습니다. 각 열전대의 최소값과 최대값을 0~16000(-8000~8000)으로 변환합니다.

온도는 최소값-50℃ 최대값+50℃까지 표현하고 디지털 값은 -192~16191(-8192~8191)까지 표현합니다.

사용자가 최소온도 값과 최대온도 값을 설정하면 최소값을 0(-8000) 최대값을 16000(8000)으로 변환 합니다.

각 채널별로 열전대 및 케이블의 단선과 측정범위 초과를 검출하는 기능이 있습니다.

한 모듈로 4점의 열전대를 접속하여 사용 가능하며, 한 베이스에서 사용되는 수량은 제한이 없습니다.

단자대에 장착된 온도센서에 의해 자동적으로 기준접점보상이 이루어 집니다.

 

TC 이해

 

A-아날로그량 이해
전압, 전류, 온도, 속도, 압력, 유량등과 같이 연속해서 변화하는 양을 아날로그량 이라 부릅니다.
온도를 예를 들면 그림 1.1 과 같이 시간과 함께 연속해서 변화합니다. 이와 같이 변화하는 온도를 열전대 입력 모듈을 사용하여 PLC에서 디지털량으로 처리할 수 있도록 합니다.

D-디지털량 이해
그림 1.2에서 사람수를 0, 1, 2, 3 과 같이 숫자로 나타낼 수 있는 비연속적으로 변화하는 양을 디지털양이라 합니다. ON, OFF 신호는 0 과 1 의 디지털량으로 나타냅니다. BCD 값과 바이너리값도 디지털 양 입니다.

보상도선
입력 열전대의 단자와 열전대 입력 모듈에 입력 단자간의 거리에 의한 오차 (온도변동 )를 보상하기 위한 도선을 말하는 것으로서, G TYPE: -20~90℃ H TYPE: 0~150 ℃이하의 온도에서는 양 단자간에 거의 같은 열기전력 특성을 갖게 됩니다.

열전대
다른 종류의 금속을 접속한 것으로 양 접합 점에 온도차를 주면, 그 사이에 기전력을 발생시켜 열전류가 흐르는 열전효과를 이용한 온도센서를 말합니다. 기전력의 크기는 접합된 금속 종류와 양 접점의 온도에 의해 정해지고 금속의 형상이나 치수, 도중의 온도변화에는 영향을 받지 않습니다.

온도변환특성
열전대의 온도에 대한 열기전력은 비선형 특성을 갖기 때문에 A/D 변환한 디지털 값을 선형화 처리한 후 온도 검출 값으로 출력하는 것을 말합니다.

단선검출 기능
접속한 열전대 또는 보상도선의 일정부분이 단선되었을 때, 내부 단선 검출 회로에 의해 측정범위를 넘는 전압이 입력됨으로써 단선검출을 실행하는 기능을 말합니다.

기준접점 보상 (RJC : Reference Junction Compensation)
각종 규격의 열전대 센서는 센서 양 끝 사이의 온도 차이에 해당 하는 전압을 출력 하기 때문에 센서에서 출력 되는 온도값과 PLC의 현재 온도값을 더하여 실제 온도를 측정 하게 됩니다.

열전대 접합(Junction) 유형
금속관으로 보호 처리를 한 써모커플 프로브 타입의 경우, 써모커플과 시스(Sheath, 금속관 부분) 간 접점은 접지, 비접지 또는 노출 방식이 있습니다.

  1. 접지 (Grounded) 형
    접시형은 열전대 와이어가 물리적으로 시스에 용접되어 있어, 외부로부터 시스를 통하여 열전대 접합부까지 양호한 열 전달이 이루어집니다.
    따라서 빠른 반응 시간을 제공하지만, 전기 접지 루프에 민감합니다.

  2. 비접지 (Ungrounded) 형
    비접지형의 경우 열전대 접합부는 시스로부터 떨어져 있습니다.
    반응 시간은 접지형보다 느리지만 비접지형은 전기적 차폐 처리(Isolation)가 됩니다.
    노이즈가 많은 산업현장에서 많이 사용됩니다.

  3. 노출 (Exposed) 형
    노출형은 열전대의 끝이 피복 밖으로 돌출되어 접합부가 노출되어 있습니다.
    따라서 부식성이 없는 환경에서 빠른 응답속도가 요구될 때 적합합니다.

 

 

온도 변환 특성

 

각 열전대의 양 끝 부분의 주변온도 변화에 의해 열전대의 기전력이 변화합니다.

TC 입력 모듈은 비선형 특성을 갖는 열전대의 기전력 입력을 위의 그림과 같이 선형화 처리합니다.
온도 값이 TC 입력 모듈의 내부 메모리에 온도 변환 값으로 저장됩니다.
스캔프로그램 상에서 FROM 명령을 사용 하여 모듈의 버퍼 메모리에 저장 되어 있는 온도 변환값이나 디지털 변환 값을 사용 합니다

 

 

기 능

TC변환 허가/금지 각 입력 채널에 대해서 TC변환 허가/금지를 지정 할 수 있으며, 사용하지 않는 채널을 변화 금지로 지정하여 변환 시간을 단축할 수 있습니다.

온도 검출 값 변환된 온도의 섭씨, 화씨 값을 메모리에 저장 합니다. (소수점 한자리의 값 X 10)의 값이 저장 됩니다. 변환된 온도를 0~16000, -192 ~ 16191, -8000 ~ 8000, -8192 ~ 8191로 변환 합니다.

운전 채널 정보 각 채널에 대해 현재 정상적으로 온도 변환 중인 채널의 정보가 표시 됩니다. 현재 변환 허가된 채널 중 단선 에러인 경우 해당 비트가 0이 되며, 변환금지로 설정된 채널의 해당 비트는 0 입니다.

단선 검출기능 각 채널에 대하여 열전대와 케이블의 단선을 체크 할 수 있습니다. 단선이 검출되면 모듈은 단선이 되기 전의 온도 값을 유지하며 더 이상 변환을 하지 않습니다. 에러코드가 표시되고 LED가 0.2초 간격으로 에러를 표시 합니다.

디지털 출력 설정 디지털 출력 값이 버퍼메모리에 저장될 때의 범위를 0~16000, -192 ~ 16191, -8000 ~ 8000, -8192 ~ 8191로 선택 할 수 있습니다.

온도 최대 최소 설정 TC 모듈의 온도 변환은 각 열전대 허용온도를 0(-8000)~16000(8000)의 디지털 값으로 변환합니다.이 온도의 최대값과 최소값을 사용자가 설정 할 수 있으며, 사용자가 최대 최소값을 입력하면 TC 모듈은 최소값을 0(-8000)으로 최대값을 16000(8000)으로 변환 합니다.