Na podstawie przedstawionego rysunku określ zakres napięć pomiędzy zaciskami I0- i I0+ wejścia analogowego sterownika PLC z podłączonym przetwornikiem.
A. 0÷5 V
B. 1÷5 V
C. 0÷10 V
D. 1÷10 V
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2020 (arkusz E.18-SG-20.01).
Zakres napięć na wejściu analogowym sterownika PLC wynoszący 1 V do 5 V jest zgodny z typowymi wartościami dla przetworników pomiarowych działających w standardzie 4-20 mA, które są powszechnie stosowane w automatyce przemysłowej. Przetwornik przekształca sygnał analogowy w postać prądową, a następnie ten prąd jest konwertowany na napięcie przez rezystor. W tym przypadku, stosując rezystor o wartości 250 Ω, uzyskujemy napięcia odpowiednio 1 V (przy 4 mA) oraz 5 V (przy 20 mA). Taki sposób pomiaru jest korzystny, ponieważ prąd jest mniej podatny na zakłócenia na długich odległościach niż napięcie, co czyni go bardziej niezawodnym. Zastosowanie tego zakresu napięć jest kluczowe w wielu aplikacjach, takich jak kontrola procesów czy monitorowanie parametrów pracy maszyn, gdzie precyzyjne i stabilne odczyty są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania systemu. W praktyce, przy projektowaniu systemów automatyki, warto zwracać uwagę na dobór odpowiednich przetworników i ich zgodność z wymaganiami sterownika, aby zapewnić optymalne działanie całego systemu.
Zakres napięć pomiędzy zaciskami I0- i I0+ nie może wynosić 0÷10 V, 0÷5 V ani 1÷10 V, ponieważ te wartości nie odpowiadają standardowym normom stosowanym w przetwornikach analogowych. Odpowiedzi sugerujące zakres 0÷10 V oraz 0÷5 V są błędne, ponieważ w praktyce nie są zgodne z zasadą przetwarzania sygnałów. W przypadku przetwornika pracującego w standardzie 4-20 mA, napięcie jest generowane w odpowiedzi na dostarczany prąd, a przetwarzanie powinno odbywać się w zakresie od 1 V do 5 V. Napięcia te wynikają z przeliczenia prądu przez zastosowany rezystor 250 Ω, co powoduje, że dla minimalnego prądu 4 mA otrzymujemy 1 V, a dla maksymalnego 20 mA — 5 V. Odpowiedź 1÷10 V również jest błędna, ponieważ nie odzwierciedla rzeczywistego zakresu napięcia na wejściu analogowym, które powinno być ściśle określone przez producenta sterownika oraz przetwornika. Zrozumienie, jakie napięcia mogą płynąć na wejściu, jest kluczowe dla prawidłowego doboru elementów oraz prawidłowej konfiguracji systemu, a pomyłki w tym zakresie mogą prowadzić do błędnych odczytów, co w konsekwencji może wpłynąć na bezpieczeństwo i efektywność procesu. Wiedza o tych zasadach jest fundamentalna w pracy z systemami automatyki i sterowania.