Data logger
Data logger là gì? Đây là câu hỏi thường gặp ở các hệ thống khi hướng đến những thiết bị giám sát điện tử được sử dụng một cách vô cùng phổ biến và rộng rãi hiện nay. Và để tìm hiểu được Data logger là gì mời bạn đọc cùng quan sát ở bài viết dưới đây của XNK HT
Khái quát về Data logger
Data logger được biết đến là một dòng thiết bị điện tử tự động được sử dụng để ghi lại và lưu trữ dữ liệu cũng như là truyền tải dữ liệu mà nó nhận được đến các thiết bị khác như là điện thoại di động, máy tính thông qua mạng dữ liệu internet. Dữ liệu này thường là các thông số môi trường như nhiệt độ, áp suất, dòng điện, điện áp, lưu lượng, hoặc các thông số khác liên quan đến quá trình sản xuất, nghiên cứu, hoặc môi trường
Nó thường được sử dụng một cách vô cùng phổ biến trong việc giám sát quá trình sản xuất, các hệ thống đường ống dẫn lưu chất, các trạm quan trắc và trong rất nhiều các lĩnh vực khác nữa. chính vì như vậy nên hiện nay data logger đã và đang được không ngừng cải tiến để nâng cao độ chính xác cũng như là độ hiệu quả của nó
Data logger dùng để làm gì
Nhiệm vụ chính của data logger là được sử dụng để nhận các tín hiệu từ nhiều thiết bị khác nhau như là đồng hồ đo lưu lượng, cảm biến đo áp suất, cảm biến đo mực nước, … thông qua các tín hiệu như là RS485, Analog 4-20mA, 0 – 10V, … và lưu ở bộ nhớ của data logger hoặc có thể truyền các thông số mà data logger nhận được đến các thiết bị khác như là máy tính, điện thoại di động, … thông qua mạng dữ liệu internet từ đó giúp cho người sử dụng có thể nắm bắt được tình trạng làm việc của hệ thống của chúng ta một cách vô cùng nhanh chóng với độ chính xác cao với các thông số được cập nhật một cách liên tục
Thông số kỹ thuật của data logger
Đối với các dòng data logger đồng hồ đo lưu lượng, cảm biến đo nhiệt độ thường có thông số kỹ thuật như sau:
Tín hiệu đầu vào
- Đối với tín hiệu đầu vào của thiết bị này nó có thể nhận được các tín hiệu như là RS485, analog 4 -20 mA, 0 – 10V, tín hiệu xung (pulse)
Số kênh đầu vào
- Đối với từng chuẩn tín hiệu đầu vào thì data logger có thể nhận theo nhiều với nhiều kênh khác nhau ví dụ:
- RS485 thường được lắp đặt với một đầu nhận tín hiệu nhưng có thể cho phép kết nối đến 128 thiết bị cho phép khả năng kết nối một cách tuyệt vời
- Analog 4 – 12 mA thường được bố trí với 6 cổng đầu vào cho phép kết nối tối đa với 6 thiết bị với mỗi thiết bị được kết nối với một cổng duy nhất
Độ chính xác
- Đối với từng dòng data logger thì nó có độ chính xác khác nhau tuy nhiên thì nó thường dao động ở khoảng 0.1 – 0.5 %
Tấn số lấy mẫu
- Đối với tần số lấy mẫu thì người sử dụng hoàn toàn có thể điều chỉnh được thời gian lấy mẫu tùy theo nhu cầu vận hành của người sử dụng
Cổng kết nối
- Và đối với data logger thì nó có thể kết nối với các thiết bị giám sát hoặc các máy tính khác thông qua các đầu kết nối như là RS485, USB và đặc biệt nó có thể kết nối được với các thiết bị di động khác thông qua mạng internet
Khả năng chống chịu
- Data logger có thể làm việc được ở nhiều môi trường làm việc khác nhau với nhiệt độ tại môi trường làm việc từ -20 – 60 độ C và có các chuẩn kháng nước, kháng bụi như là IP67, IP68 giúp cho data logger có thể làm việc được ở trong rất nhiều các môi trường làm việc khác nhau
Nguồn điện
- Data logger thường sử dụng pin để đảm bảo hoạt động liên tục trong thời gian dài, đặc biệt là khi làm việc trong các môi trường không có nguồn điện ổn định. Thời gian hoạt động của pin có thể từ vài tháng đến vài năm tùy thuộc vào tần suất lấy mẫu. Ngoài ra thì Data logger còn có thể hoạt động bằng cách cấp các nguồn điện khác nhau như là 12V (DC), 24V (DC), 220V (AC).
Các chuẩn kết nối được sử dụng phổ biến nhất trên Data logger
Hiện nay đối với các dòng thiết bị data logger nó thể nhận được các chuẩn tín hiệu vô cùng phổ biến hiện nay như là:
Chuẩn kết nối RS485
RS485 là một chuẩn kết nối trực tiếp được sử dụng đặc biệt vô cùng phổ biến hiện nay được sử dụng một cách vô cùng rộng rãi trong các hệ thống tự động hóa cho phép người sử dụng có thể kết nối với rất nhiều các thiết bị cùng lúc
Ưu điểm của kết nối RS485
- Khả năng có thể kết nối được với rất nhiều các thiết bị (có thể lên đến 128 thiết bị) trên cùng một đường dây dẫn điều này giúp giảm số lượng dây dẫn trong các hệ thống lớn
- Có thể nhận và tuyền tín hiệu từ thiết bị đến data logger
- Khả năng kết nối các thiết bị với khoảng cách vô cùng dài lên đến 1200 m mà vẫn duy trì được chất lượng cũng như là tốc độ của đường truyền tải
- Có khả năng chống nhiễu vô cùng cao đặc biệt được sử dụng một cách vô cùng rộng rãi ở môi trường công nghiệp với rất nhiều thiết bị làm việc
- Có tốc độ tuyền tải tín hiệu vô cùng cao
Nhược điểm
Tuy nhiên thì bên cạnh đó thì đối với chuẩn kết nối RS485 thì nó lại có độ phức tạp cao hơn so với các chuẩn kết nối khác đặc biệt là với các thiết bị đều được kết nối trên cùng một đường truyền
Ứng dụng
Dạng kết nối này được sử dụng một cách vô cùng rộng rãi trong các thiết bị tự động hóa công nghiệp các thiết bị do lường như là đồng hồ đo lưu lượng, cảm biến đo nhiệt động, … và còn rất nhiều các ứng dụng công nghiệp khác nữa
Chuẩn tín hiệu Analog 4-20mA
Đối với chuẩn tín hiệu Analog 4-20mA được xem là chuẩn tín hiệu được sử dụng phổ biến nhất hiện nay đặc biệt là trong các hệ thống công nghiệp với việc tuyền tải theo dạng tín hiệu điện với các cường độ dòng điện được truyền tải trong khoảng từ 4 – 20 mA
Nguyên lý hoạt động của tín hiệu Analog 4-20mA
Analog 4-20mA hoạt động tùy theo cường động dòng điện mà thiết bị truyền tải truyền đến data logger khi đó khi data logger nhận được tín hiệu điện đó là 4 mA từ thiết bị đồng thời tương ứng với giá trị thấp nhất của thang đo thiết bị và khi giá trị đó đạt đến mức 20mA tương ứng với việc thiết bị đo lường đo được giá trị đo cao nhất
Ưu điểm của chuẩn tín hiệu Analog 4-20mA
- Tín hiệu Analog 4-20mA có khả năng chống nhiễu điện từ vô cùng cao và sụt áp ít hơn so với các tín hiệu được tuyền bằng điện áp
- Khả năng truyền tải tín hiệu đi xa có thể lên dến 1000 m
- Khả năng phát hiện các lỗi bất thường sảy ra một cách vô cùng nhanh chóng với việc dòng điện mà data logger nhận được là 0 mA
- Sử dụng dây dẫn kết nối với hai dây giúp cho việc kết nối thiết bị với data logger được diễn ra một cách vô cùng dễ dàng
Nhược điểm của chuẩn tín hiệu Analog 4-20mA
- Đối với các thiết bị sử dụng tín hiệu 4-20mA cần có nguồn điện ổn định để các thông tin có thể tuyền tải một cách ổn định nhất có thể
- Đối với các thiết bị ở khoảng cách quá xa thì tín hiệu này có thể suy giảm độ chính xác do các yếu tố như điện trở của dây dẫn
Ứng dụng của chuẩn tín hiệu Analog 4-20mA
Hiện nay đối với chuẩn tín hiệu Analog 4-20mA nó được sử dụng một cách vô cùng phổ biến trong các cảm biến áp suất, lưu lượng, nhiệt độ, … trong các hệ thống điều khiển tự động hóa để truyền tải các dữ liệu đo lường được về trung tâm điều khiển
Tìm hiểu thêm >>> Đồng hồ đo lưu lượng điện tử
Chuẩn tín hiệu 0 – 10V
Đây cũng là một loại tín hiệu analog được sử dụng một cách vô cùng phổ biến hiện nay trong các hệ thống đo lường và điều khiển công nghiệp với các thông số đo lường được biểu thị dưới dạng điện áp từ 0 – 10 V
Nguyên lý hoạt động của chuẩn tín hiệu analog 0 – 10V
Đối với chuẩn tín hiệu này thì nó gần tương tự như đối với chuẩn tín hiệu 4 – 20mA với điện áp khi data logger nhận được là 0v tương ứng với việc thiết bị đo lường đang đo được ở giá trị nhỏ nhất (0%) và khi nó nhận được tín hiệu điện 10V từ thiết bị đo lường đồng thời có nghĩ là thiết bị đo lường đang đo được ở giá trị lớn nhất (100%)
Ưu điểm của chuẩn tín hiệu analog 0 – 10V
- Khả năng sử dụng một cách vô cùng nhanh chóng và đơn giản
- Có độ phổ biến vô cùng cao đặc biệt là trong các hệ thống công nghiệp
Nhược điểm của chuẩn tín hiệu analog 0 – 10mA
Tuy nhiên thì bên cạnh đó thì đối với chuẩn tín hiệu này thì nó lại có tương đối nhiều nhược điểm như là:
- Tín hiệu 0 – 10V dễ bị ảnh hưởng khi làm việc trong môi trường có nhiễu điện từ điều này có thể dẫn đến một số sai số không đáng có trong quá trình làm việc
- Bị suy giảm đáng kể khi truyền dẫn với các khoảng cách xa
- Do phụ thuộc vào nguồn điện nên khi có bất kỳ thay đổi đáng kể nào đối với nguồn cấp vào thiết bị đo lường đều có thể dẫn đến những sai số không đáng có trong khi truyền tín hiệu
Ứng dụng của chuẩn tín hiệu analog 0 – 10V
Hiện nay thì việc sử dụng tín hiệu analog 0 – 10V được sử dụng một cách vô cùng phổ biến trong nhiều các lĩnh vực khác nhau như là trong các thiết bị đo lường như đồng hồ đo lưu lượng, đồng hồ đo nhiệt độ, cảm biến áp suất … và các thiết bị khác như là sử dụng để điều khiển tốc độ quay của động cơ, điều khiển van, …
Tín hiệu xung (pulse)
Tín hiệu xung hay còn được biết đến với tên gọi đó là tín hiệu sóng với các tín hiệu được tuyền tải đi dưới dạng sóng vuông với mỗi đơn vị xung được phát ra hiển thị các thông tin mà thiết bị đo lường được một cách cụ thể
Nguyên lý hoạt động của tín hiệu xung (pulse)
Tín hiệu xung khi được phát ra biểu thị cho một mốc biểu thị mà thiết bị đo lường được, chẳng hạn như mỗi xung đại diện cho một m3 nước mà đồng hồ đo lưu lượng đo lường được
Ưu điểm của tín hiệu xung (pulse)
- Có độ chính xác cao trong quá trình làm việc tuyền tải các thông tin do lường được một cách vô cùng chính xác
- Khả năng chống nhiều vô cùng tốt ít bị ảnh hưởng bởi tình trạng nhiễu điện từ như các thiết bị sử dụng tín hiệu analog khác
Nhược điển của tín hiệu xung (pulse)
Đối với việc tạo ra cũng như là xử lý thông tin đối với tín hiệu xung đòi hỏi độ phức tạp cao hơn tại các mạch điều khiển hơn khi so sáng với các chuẩn kết nối tín hiệu khác
Ứng dụng thực tế của tín hiệu xung (pulse)
Hiện nay thì đối với sự xuất hiện của tín hiệu xung trong các thiết bị data logger có phần hạn chế hơn tương đối nhiều so với các dòng tín hiệu khác nên nó thường được xuất hiện ở các thiết bị đo lường như là trong các đồng hồ đo lưu lượng dạng tuabin, các hệ thống đếm và điều khiể, các thiết bị đo lường vị trí, …
Những lưu ý khi lựa chọn data logger
Để có thể lựa chọn dòng thiết bị Data logger thích hợp nhất đối với các thiết bị đo lường cũng như là nhu cầu giám sát của người sử dụng thì trong quá trình lựa chọn người sử dụng cần lưu tâm đến một số vấn đề sau:
- Xác định loại dữ liệu cần truyền tải của nó như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lưu lượng, dòng điện, điện áp, xung, thích hợp
- Đảm bảo rằng dải đo của data logger phù hợp với giá trị thông số mà các thiết bị đo lường đo lường được
- Lựa chọn các chuẩn kết nối với các đầu kết nối thích hợp với các chuẩn kết nối của các thiết bị do lường
- Xem xét các tùy chọn kết nối đầu ra như USB, Wi-Fi, hoặc tín hiệu không dây (mạng dữ liệu) thích hợp với nhu cầu vận hành của người sử dụng
- Nên lựa chọn các nhà cung cấp data logger được cung cấp bởi các nhà phân phối đáng tin cậy để có những sản phẩm với chất lượng tốt nhất hỗ trợ người dùng một cách hiệu quả nhất trong quá trình sử dụng
Kết luận
Data logger là một thiết bị điện tử có vai trò vô cùng quan trọng trong việc giám sát, kiểm soát và thu thập dữ liệu, đóng vai trò thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp và nghiên cứu khoa học đặc biệt là trong các hệ thống tự động hóa, các hệ thống quan trắc, giám sát môi trường
