Tín hiệu 4-20mA là chuẩn truyền tín hiệu analog phổ biến nhất trong công nghiệp, được sử dụng rộng rãi để truyền dữ liệu từ cảm biến đến bộ điều khiển. Tuy nhiên, nhiều trong quá trình vận hành sẽ gặp phải vấn đề nhiễu tín hiệu khiến hệ thống hoạt động không ổn định.
Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng này chính là tiếp đất không đúng kỹ thuật.
Tại sao tín hiệu 4-20mA lại bị nhiễu?
Tín hiệu 4-20mA tuy có khả năng chống nhiễu tốt hơn tín hiệu điện áp, nhưng vẫn có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như:
- Nhiễu điện từ từ động cơ, biến tần
- Dòng điện rò qua hệ thống tiếp đất
- Sự chênh lệch điện áp giữa các điểm đất
- Nối đất không đúng cách tạo vòng lặp dòng điện
Trong đó, tiếp đất không đúng kỹ thuật là nguyên nhân thường bị bỏ qua nhưng lại gây ra những hậu quả nghiêm trọng nhất.
Các lỗi tiếp đất phổ biến gây nhiễu
-
Tạo vòng lặp đất
Đây là lỗi phổ biến nhất khi hai hoặc nhiều thiết bị được nối đất tại các điểm khác nhau có điện áp khác biệt. Dòng điện sẽ chạy qua đường dây tín hiệu, tạo ra nhiễu và làm sai lệch giá trị đo.
-
Không sử dụng điểm đất chung
Nhiều hệ thống mắc lỗi khi nối đất thiết bị tại nhiều điểm khác nhau thay vì sử dụng một điểm đất chung (single point ground). Điều này tạo ra nhiều đường dẫn cho dòng điện nhiễu.
-
Tiếp đất nguồn cấp và tín hiệu chung nhau
Khi nguồn cấp công suất và mạch tín hiệu dùng chung hệ thống tiếp đất, nhiễu từ các thiết bị công suất lớn sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tín hiệu 4–20 mA.
-
Cáp tín hiệu không có lớp chắn hoặc chắn không được nối đất đúng
Cáp tín hiệu cần có lớp chắn (shield) để ngăn chặn nhiễu điện từ bên ngoài. Tuy nhiên, nếu lớp chắn này được nối đất ở cả hai đầu hoặc không được nối đất, hiệu quả chống nhiễu sẽ giảm đáng kể.
Giải pháp khắc phục nhiễu do tiếp đất
Nguyên tắc nối đất đúng kỹ thuật
-
Áp dụng nguyên tắc Single Point Ground
Chỉ nối đất hệ thống tại MỘT điểm duy nhất, thường là tại tủ điều khiển trung tâm hoặc PLC. Tất cả các thiết bị khác không nên có kết nối đất riêng.
-
Nối lớp chắn cáp đúng cách
Lớp chắn của cáp tín hiệu nên được nối đất tại MỘT đầu duy nhất (thường là đầu thu tín hiệu). Không nối đất cả hai đầu để tránh tạo vòng lặp.
-
Tách biệt hệ thống đất
- Đất nguồn công suất (Power Ground)
- Đất tín hiệu (Signal Ground)
- Đất an toàn (Safety Ground)
Các hệ thống này nên được tách biệt và chỉ gặp nhau tại một điểm chung duy nhất.
-
Sử dụng bộ cách ly tín hiệu
Trong trường hợp không thể tránh việc nối đất tại nhiều điểm, hãy sử dụng bộ cách ly tín hiệu 4–20 mA để ngăn chặn hoàn toàn vòng lặp đất.
-
Kiểm tra và bảo trì định kỳ
- Đo điện trở đất định kỳ (nên < 5Ω)
- Kiểm tra độ chênh lệch điện áp giữa các điểm đất
- Đảm bảo các kết nối đất không bị oxy hóa, lỏng lẻo
Kết luận
Nhiễu tín hiệu 4–20 mA do tiếp đất không đúng kỹ thuật là vấn đề phổ biến nhưng hoàn toàn có thể khắc phục. Việc hiểu rõ nguyên nhân và áp dụng đúng các nguyên tắc nối đất sẽ giúp hệ thống đo lường và điều khiển hoạt động ổn định, chính xác.
Xem thêm sản phẩm TẠI ĐÂY
FACEBOOK:https://web.facebook.com/Công Ty Tnhh Đầu Tư Và Thiết Bị Công Nghiệp ADM
Mọi nhu cầu tư vần hay báo giá sản phẩm liên hệ qua:
Điện thoại:0965.595.039
GMAIL: Vattunhamay01@gmail.com