สัญญาณ 4-20 mA เหมือนกัน แต่ทำงานต่างกันระหว่าง Control กับ Converter

การทำงานของ Output Control กับ Converter

การใช้งานเครื่องวัด-ควบคุม (Controller) ในงานอุตสาหกรรมนั้น จะประกอบไปด้วย อินพุท (Input), เครื่องควบคุม (Controller), การเตือน (Alarm) และเอ๊าท์พุท (Output) ในส่วนของเอ๊าท์พุท (Output) ที่นำไปต่อใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น โซลิดสเตตรีเลย์ (Solid State Relay), แมคเนติกคอนแทคเตอร์ (Magnetic Contactor), เอสซีอาร์ (SCR: Silicon Control Rectifier) และอินเวอร์เตอร์ (Inverter) เพื่อนำไปต่อร่วมกับโหลด (Load) ต่างๆ เช่น ฮีทเตอร์ (Heater), มอเตอร์ (Motor) โดยชนิดของสัญญาณเอ๊าท์พุทของเครื่องวัดและควบคุม มีอยู่หลากหลายแบบเช่นกัน แต่ที่นิยมใช้กันมากในปัจจุบัน ได้แก่ เอ๊าท์พุทที่เป็นรีเลย์ (Relay), แรงดันขับ SSR, กระแสไฟ DC หรือแรงดันไฟ DC เป็นต้น

การใช้งานสัญญาณเอ๊าท์พุทกระแสไฟ DC 4~20mA หรือ DCV ซึ่งหลายคนมักจะสับสนเกี่ยวกับลักษณะการใช้งาน
ของเอ๊าท์พุทแบบ Control กับ Convert โดยเข้าใจว่าเอ๊าท์พุททั้ง 2 แบบนี้ นำไปใช้งานเหมือนกัน ซึ่งความจริงแล้วมีความแตกต่างกันในลักษณะการทำงานและการนำไปใช้งาน

เอ๊าท์พุทควบคุม (Control Output) คือ สัญญาณเอ๊าท์พุทที่มาจากเครื่องวัด-ควบคุมที่ผ่านการประมวลผล โดยนำค่าที่วัดได้จากสัญญาณทางด้านอินพุทหรือทีเรียกว่า PV (Process Value) แล้วนำค่ามาทำการเปรียบเทียบกับค่าที่ปรับตั้งไว้ หรือที่เรียกว่า SV (Setting Value) เครื่องวัด-ควบคุมจะทำการประมวลผลแล้วสั่งให้เอ๊าท์พุท จ่ายสัญญาณตามค่าที่เครื่องวัด-ควบคุมประมวลผล เพื่อให้กระบวนการในการควบคุมนี้มีค่า PV เท่ากับค่า SV

การต่อใช้งานรูปแบบเอ๊าท์พุทควบคุม (Control Output) แบบกระแสไฟ DC 4~20mA ของเครื่องควบคุมอุณหภูมิ (Temperature Controller) ควบคุมการทำงานของฮีทเตอร์ สำหรับสั่งจ่ายเอ๊าท์พุทเพื่อขับ SCR ในการควบคุมฮีทเตอร์ สัญญาณเอ๊าท์พุท 4~20mA ใช้ควบคุมเพื่อให้ค่า PV ให้เข้าใกล้ SV หรือ PV เท่ากับ SV ลักษณะการควบคุมจะจ่ายเอ๊าท์พุทเป็นเปอร์เซ็น 0~100% เช่น เอ๊าพุททำงาน 100% จะจ่ายสัญญาณที่ 20mA และเมื่ออุณหภูมิเริ่มเข้าใกล้ SV แล้วจะค่อยๆ ลดลงไปเรื่อยๆจาก 100% ลงมาจนเป็น 0% จะจ่ายสัญญาณที่ 4mA

เอ๊าท์พุทคอนเวิร์ด (Convert Output) คือ การเปลี่ยนค่าของตัวแปรในกระบวนการที่วัดให้เป็นในรูปของสัญญาณมาตรฐานสัญญาณเอ๊าท์พุทจะเปลี่ยนแปลงตามสเกลทางด้านสูง-ด้านต่ำ ของค่า PV ของอุปกรณ์นั้นๆ ซึ่งการทำงานของสัญญาณของเอ๊าท์พุทในรูปแบบ Convert นี้ จะถูกส่งออกมาเป็นสัญญาณแบบเชิงเส้น (Linear) เช่น 4~20mA หรือ 0~20mA

การต่อใช้งานเอ๊าท์พุทคอนเวิร์ดของเครื่องวัด-ควบคุมอุณหภูมิ กรณีตัวอย่างกำหนดให้ช่วงวัดอุณหภูมิที่ 0~100°C ที่อุณหภูมิ 0°C จะส่งสัญญาณเอ๊าท์พุทออกไป 4mA และที่อุณหภูมิ 100°C จะส่งสัญญาณที่ 20mA โดยสัญญาณ 4~20mA จะเป็นสักษณะเชิงเส้น การทำงานของเอ๊าท์พุทคอนเวิร์ดจะส่งค่าไปยังอุปกรณ์แสดงผล เครื่องบันทึก เครื่องควบคุม/เตือน อีกตัวหนึ่งที่รับสัญญาณ 4~20mA เช่น เครื่องบันทึกอุณหภูมิ (Recorder) หรือ PLC เป็นต้น