PT100 3 проводная схема подключения, как правильно подключить модуль AI?

[hardwareprojectspro]

Приветствую,
недавно возникла дискусия как правильно подключать PT100 3wire к модулю
PLC AI 8xAI (SM 331) (PT100) 6ES7331-7PF01-0AB0
а точнее где делать перемычку (переход с 4 проводов на 3 провода),
в шкафу ПЛК или максимально близко к датчику, все датчики подключены через
клеммную коробку поэтому перемычку можно сделать там.
Расстояние от ПЛК до датчика 80 метров,
где-то читал что сопротивление проводов используемые при измерении PT100 должно быть одинаковым,
и как я размышляю, если перемычку мы поставим в клеммной коробке то уже сопростивление будет разным (два провода в параллель от ПЛК до клеммной коробки).
Буду рад дельному совету.

[alex45]

Ну конечно перемычку делают как можно ближе к датчику. Если делать перемычку в шкафу ПЛК, то к сопротивлению датчика будет добавляться сопротивление одного провода и измеренное значение температуры будет искажаться.

Отправлено спустя 3 минуты 56 секунд:

и как я размышляю

А не надо размышлять. Надо вспомнить закон Ома и применить его к схеме подключения термосопротивления.

Отправлено спустя 7 минут 32 секунды:
Принцип работы такой:
Из клеммы Ic+ контроллер гонит калиброванный ток через термосопроитвление в клемму Ic-.
По закону Ома этот ток вызывает падение напряжения на термосопротивлении. Для измерения этого падения напряжения предназначены клеммы M+, M-. Это измеренное напряжение контроллер потом пересчитывает в температуру.
Следовательно, чтобы как можно точнее измерить сопротивление термосопротивления, клеммы M+, M- необходимо подключить как можно ближе к датчику.
Поэтому у трёхпроводной схемы подключения точность будет хуже, чем у четырёхпроводной, но зато экономим на проводах.

Отправлено спустя 1 минуту 25 секунд:
Я вообще удивлён, что у вас, ув. hardwareprojectspro, возникла дискуссия на эту тему. Это же школьная физика!

[Serex]

На рисунке показано, что перемычка стоит в шкафу ПЛК. Экранируется только 3 провода.
И чем хуже 3-проводная схема? Если длина каждой жилы одинакова, то все работает отлично!

Отправлено спустя 5 минут 9 секунд:
Датчик калибруется с учетом проводников от термочувствительного элемента до клемм в оголовке. Так, что любой 3-проводный датчик легко превращается в 4-проводный прямо в клеммной коробке датчика. Если у вас проложен 4-жильный кабель, то используйте 4-проводную схему в ПЛК. На рисунке у вас показаны варианты, когда проложены кабели 4- , 3- , 2- жилы.

[olexsa]

И чем хуже 3-проводная схема? Если длина каждой жилы одинакова, то все работает отлично!

Третий проводник, которому нет пары, учитывается теоретически. При четырехпроводной схеме имеем непосредственную компенсацию обеих пар. Хотя опять же все это хорошо работает при одинаковых парах проводников.
И не надо забывать про настройку модуля ввода на 3-х или 4- х проводную схему.

[Serex]

Третий проводник, которому нет пары, учитывается теоретически.

Все очень практически. Один передает ток, второй снимает напряжение, а 3 общий для тока и напряжения.

[Ryzhij]

Следовательно, чтобы как можно точнее измерить сопротивление термосопротивления, клеммы M+, M- необходимо подключить как можно ближе к датчику.
Поэтому у трёхпроводной схемы подключения точность будет хуже, чем у четырёхпроводной, но зато экономим на проводах

И где тут экономия?
Экономия, это когда длинных проводников нет.
3-проводная схема это компромисс между точностью и надёжностью при приемлимых затратах.
Для приёма сигнала с 3-проводного датчика 4-проводным приёмником перемычку ставят у приёмника.
А ставить перемычку "в поле" у датчика, это пытаться превратить 3-проводный датчик в 4-проводный (уже колхоз) ценой надёжности схемы (а это не просто колхоз, а глупость).

Отправлено спустя 15 минут 11 секунд:

как я размышляю, если перемычку мы поставим в клеммной коробке то уже сопростивление будет разным (два провода в параллель от ПЛК до клеммной коробки).

Если Вы укажете в конфигурации модуля 3-проводную схему подключения, то точность измерений не пострадает, а вот показатели надёжности и стоимости при перемычке "в поле" ухудшаться.

[Serex]

А ставить перемычку "в поле" у датчика, это пытаться превратить 3-проводный датчик в 4-проводный (уже колхоз)

Нормально, только перемычку надо ставить внутри оголовка датчика, где подключаются для его калибровки. Перемычка где-то посередине между приемником и датчиком - да колхоз.

[alex45]

И где тут экономия?

Я, как проектировщик, для трёхпроводной схемы буду закладывать в проект кабель с жильностью 4х1,5, а для четырёхпроводной схемы 7х1,5. А мне, допустим, паровой энергетический котёл надо датчиками обвязать. На котле датчиков температуры под сотню будет, у каждого кабель в среднем 50-80 метров. Вот вам и экономия. А заказчики сейчас каждую копейку считают.

Для приёма сигнала с 3-проводного датчика 4-проводным приёмником перемычку ставят у приёмника.

Вот как-то о таком подходе не задумывался. Мне почему-то интуитивно всегда хотелось повысить точность.

ценой надёжности схемы

Согласен, это колхоз. При этом думаю, что место размещение перемычки (у приёмника или у датчика) на надёжность влияет одинаково.

[Ryzhij]

При этом думаю, что место размещение перемычки (у приёмника или у датчика) на надёжность влияет одинаково.

Видимо, у нас немного разные понятия об условиях, в которых "живут" полевые клеммные коробки и датчики, а также о расстояниях до них, в сравнениии с условиями контроллерного шкафа.

Отправлено спустя 4 минуты 8 секунд:

Нормально, только перемычку надо ставить внутри оголовка датчика...

Нынешние производители не ставят клеммники для подключения 4-мя проводами в оголовки для 3-проводных датчиков. Поэтому даже с подключением 4-го провода могут возникнуть проблемы.

Отправлено спустя 3 минуты 42 секунды:

Я, как проектировщик, для трёхпроводной схемы буду закладывать в проект кабель с жильностью 4х1,5, а для четырёхпроводной схемы 7х1,5. А мне, допустим, паровой энергетический котёл надо датчиками обвязать. На котле датчиков температуры под сотню будет, у каждого кабель в среднем 50-80 метров. Вот вам и экономия. А заказчики сейчас каждую копейку считают.

Я именно об этом.
Когда вы ставите перемычку на 3-проводный датчик в поле, и превращаете всю линию в 4-проводную, то где ж тут экономия?

[VADR]

Вообще говоря, 3-х и 4-х-проводные схемы включения термосопротивлений имеют немного разный принцип действия, и если модуль ввода позволяет подключать как одну схему, так и другую, и это устанавливается в конфигурации, то надо делать по схеме производителя, т.е. в данном случае - перемычка около модуля, а далее - трёхпроводная линия. Иначе, подключая перемычку около датчика и кидая 4-й провод, мы превращаем схему в 4-х-проводную и модуль надо конфигурировать соответствующим образом. Кстати, одинаковость сопротивлений проводов наиболее критична именно в трёхпроводке.

[olexsa]

Вообще говоря, 3-х и 4-х-проводные схемы включения термосопротивлений имеют немного разный принцип действия

И далее по тексту - именно это и хотел сказать, но не знал как правильно и грамотно.

[Никита]

Вот сейчас ради интереса попытался найти в гуле классическую трехпроводную схему - так не нашел)
Ту самую, в которой ТС и один провод являются одним плечом моста, другой провод включен в другое плечо, а третий - в диагональ.. И вершина моста оказывается как раз в точке соединения второго и третьего. И нет там никакого источника тока, это уже четырехпроводка, или костыль в виде четырехпроводки, включенной по трем проводам. Очевидно, что схемотехника модулей для трех- и четырех-проводки разная.
И для трехпроводки, включенной на мост, очевидно, плечи должны быть одинаковы - иначе пропадает сам смысл мостовой схемы.
Что до четырехпроводной схемы - там да, по двум проводам течет ток, по двум напряжение, еще по двум - косинус фи, косинусом вперед. Тут к измеренному [через падение] сопротивлению добавляется сопротивление провода от модуля до точки разделения, вносящее [относительно] постоянную добавку, т.е. вранье в плюс. Чем дальше (по кабелю) точка от датчика, тем больше вранье.
Для себя - прикиньте сопротивление жилы кабеля относительно 100 Ом и решайте, устраивает ли вас такая точность. Для метрологов - только так, как написано в документах на приборы. Ибо народ там специфический, на грани инженеров и юристов - вроде все понимают, но верят только документам.

[Универсал]

вносящее [относительно] постоянную добавку, т.е. вранье в плюс

В том то и дело, что не постоянную. Постоянную без проблем скорректировать. Но ведь сотня метров медного провода - это тоже ТСМ своего рода, и колебания температуры среды внесёт несистематическую погрешность.

[Serex]

И нет там никакого источника тока, это уже четырехпроводка, или костыль в виде четырехпроводки, включенной по трем проводам. Очевидно, что схемотехника модулей для трех- и четырех-проводки разная.

Схемотехника разная - это точно. В 3-х проводке из измеренного напряжения вычитается удвоенное напряжение на плече с одной стороны от датчика.

Отправлено спустя 4 минуты 38 секунд:

измерение термосопротивлений.pdf

Отправлено спустя 3 минуты 11 секунд:

Но ведь сотня метров медного провода - это тоже ТСМ своего рода,

А действительно есть места, где нужно тянуть сотни метров до датчика? Сейчас много всяких цифровых штучек, цифранул и по интернету отправил.

[Ryzhij]

А действительно есть места, где нужно тянуть сотни метров до датчика?

Есть. У меня только на одной установке на машинах до полусотни датчиков Pt100-3w в удалении от шкафа контроллера ок. 600 метров. Не всякие модули способны корректно принять сигналы с таким сопротивлением проводников.

Отправлено спустя 3 минуты 23 секунды:

Сейчас много всяких цифровых штучек, цифранул и по интернету отправил.

Ага, особенно каналы ПАЗа просто ждут такого смелого решения

[olexsa]

Тут мне нравится, как подробно расписано.

Это расписано поверхносто. Азы.

[Универсал]

Это расписано поверхносто. Азы.

Тут поподробнее:
https://sibcontrols.com/ru/trjekhprovod ... jenije_rtd

[hardwareprojectspro]

Давайте подытожим...
Как Вы думаете имеет ли смысл если сам датчик PT100 имеет 2 или 3 провода,
подключать его как по 4х проводной схеме (со стороны модуля ПЛК) и ставить перемычки на самом датчике,
"превращать" 2х или 3х проводный датчик в 4х проводный.
Будет ли там реально компенсация?
По мне как-то "дикавато" если датчик 2х или 3х проводный а в самом ПЛК в модуле он настроен как на 4х проводный.

[olexsa]

наверное, надо что типа голосовалки? Имеется такой функционал на форуме?
Я за то, что:
- если датчик трехпроводный, и имеется функционал в системе автоматики переключать на 3-х проводную схему (конфигурирование входного модуля, нормализатора, барьера) то перемычка ставится именно в этом модуле, оборудовании;
- если датчик трехпроводный, и отсутствует функционал в системе автоматики переключать на 3-х проводную схему, то перемычка ставится как можно ближе в датчику. Хотя более логично конечно, и правильно найти 4-х проводный датчик, и выполнить все по "фен-шую";

Будет ли там реально компенсация?

компенсация будет, но ощутится при соответствующем сопротивлении кабельной линии между датчиком и входным модулем- функция, зависящая от сечения и длины.

[hardwareprojectspro]

компенсация будет, но ощутится при соответствующем сопротивлении кабельной линии между датчиком и входным модулем- функция, зависящая от сечения и длины.

кабель будет медный, сечение 0,75мм2, длина линии 60 метров.

[ZuElecRu]

Ибо народ там специфический, на грани инженеров и юристов - вроде все понимают, но верят только документам.

Можно взять себе в цитатник, ну очень понравилось?

[Универсал]

Я ломал датчики ПТ100, от клемм до сенсора четыре серебряные проволоки диаметром 0,6 мм, потом нашёл от него сопроводиловку, серебро 4 девятки.
Измерить сопротивление их мне тогда в голову не пришло, да и не было миллиомметра. Можно высчитать, но и так ясно, что не имеет значения, где замкнуты между собой выводы, непосредственно на сенсоре или на клеммах датчика. Поэтому совершенно без разницы, сколько у датчика клемм, 2, 3 или 4, можно всегда использовать 4-х проводное подключение, надёжно перемкнув жилы кабеля в головке датчика. Или трёхпроводное с датчиком с 2 клеммами. Вы не сможете выявить погрешность измерения.
Трёхпроводное подключение компенсирует сопротивление линии при условии равенства сопротивлений жил. Их неравенство крайне маловероятно, не будете же вы отдельные провода прокладывать одножильным проводом разного сечения? Или разной длины?
Технология изготовления кабелей, думаю, тоже вряд ли допускает существенное различие сечений жил кабеля.

[VADR]

Технология изготовления кабелей, думаю, тоже вряд ли допускает существенное различие сечений жил кабеля.

Технология - да, но бывают случаи... У нас на одном участке люди жаловались на то, что ТСПшники врут. Много лет коррекцию вводили. Схема - трёхпроводная (преобразователь не имеет 4-проводного варианта подключания). Кабель - двухпарный (трёзпроводный контрольный кабель - мякго говоря, редкость). Ну и, дабы лишний провод "просто так не болтался", одну из пар запараллелили... В общем, когда это выяснилось, достаточно было разомкнуть эти параллельные пары, чтобы убрать все коррекции и спокойно работать с нормальными измерениями.

[Никита]

В том то и дело, что не постоянную. Постоянную без проблем скорректировать. Но ведь сотня метров медного провода - это тоже ТСМ своего рода, и колебания температуры среды внесёт несистематическую погрешность.

Относительно постоянную. Т.е. при условии что изменением сопротивления жил можно пренебречь относительно изменения температуры ЧЭ. Т.е. если нужен диапазон +5..+150 с точностью ±5°, то кабель, проложенный по теплом помещению не сильно влияет. А вот если нужна точность порядка полградуса - тут да, стоит компенсировать.
И т.к. сопротивление жилы относительно сопротивления ЧЭ достаточно мало, то и дельты их от температуры будут соотноситься точно так же. Для высокоомных (Pt1000, например) датчиков вообще часто сами производители двухпроводку используют.
Как-то был в работе автоклав для консервов, на котором стояли ТСП с двумя ЧЭ в одном стержне (и восемью клеммами). Так там, по словам технологов, разница в полградуса между этими ЧЭ приводила к тому, что в консервах (печень трески) появлялся привкус пригоревшего продукта. Поэтому и писал - если метрология не требуется, то считается все достаточно просто и проверяется - устроит или нет.

Отправлено спустя 3 минуты 17 секунд:

Технология - да, но бывают случаи...

Еще как-то на котельной местной частотник подключали, так там в кабеле КВВГ в наружном повиве с одного конца были красная и зеленая счетные жилы, а с другого они приходили красной и синей. Как это можно сделать - до сих пор интересно. Но если можно изоляцию в процессе поменять, то наверное, можно и проволоку из другого сплава приделать....
Так что земля наша талантами богата.

Отправлено спустя 4 минуты 49 секунд:

Можно взять себе в цитатник, ну очень понравилось?

Это пожалуйста :)

Их неравенство крайне маловероятно, не будете же вы отдельные провода прокладывать одножильным проводом разного сечения?

Вероятность ненулевая, особенно когда датчики собираются на коробку и далее толстым каьелем в шкаф, а киповцы раздолбаи. Допускаю вариант, когда разные жилы одного ТСМ после коробки могут оказаться в разных кабелях. Частично перебили кабель, на новый денег нет, прицепили резервные жилы из соседнего, дабы хоть как-то работало.

[Универсал]

если нужен диапазон +5..+150 с точностью ±5°, то кабель, проложенный по теплом помещению не сильно влияет.

Я по своей нынешней работе чаще сталкиваюсь с датчиками наружной температуры, размещённые на северной стороне зданий, для погодозависимого регулирования отопления. И если пробросили полторы сотни метров двухпроводки, местами снаружи, местами вокруг ворот (складские комплексы), никакой коррекции это уже не поддаётся. А 5°С погрешности уже ни в какие ворота не лезет. Тем более коррекция обычно всего по двум точкам. Да и погрешность плавающая, тоже погодозависимой оказывается. Обычно остаётся один способ минимизации погрешности - замена датчика на pt1000. Это если прибор(контроллер) позволяет.