How PLC do the Scaling for a Sensor?

    Scaling ဆိုတာ Signal ​တွေကိုယူတဲ့ Process တစ်ခုပါပဲ။ အဲ့​တော့ Signal ဆိုတာဘာ​တွေပါဝင်လဲဆို​တော့ Sensor Output ကထွက်တဲ့ Procss Variable, Voltage တို့ Current တို့ကို​ပြောတာဖြစ်ပြီး​တော့ အဲ့ဒီ Signal ​တွေကို Math Calculation နည်းနဲ့အသုံးပြုပြီး PSI, °C တို့လိုမျိူး Engineering Unit ​တွေအဖြစ်​ပြောင်းလဲကြပါတယ်။

     ဒီမှာ​တော့ Scaling Technique ဟာ သုံးခုရှိပါတယ်။

-Linear Scaling

-Mapped Scaling နဲ့

-Formula Scaling တို့ဖြစ်ပါတယ်။

   ဒီ​နေရာမှာ ကြို​ပြောချင်တာက အသုံးပြုမယ့် Process ​ပေါ်မှာ Equation ကကွဲပြားနိုင်တာ​ကြောင့် ဘယ်​နေရာမှာဘာသုံးမလဲဆိုတာပဲ​ရေးထားတာပါ။

Linear Scaling

    Linear Scaling က​တော့ Scaling Method ထဲမှာ ​ယေဘုယျအကျဆုံးပဲလို့ဆိုနိုင်ပါတယ်။ အဲ့ဒီ နည်းစနစ်ဟာ Linear Voltage, Linear Current Signal ရှိတဲ့ Sensor ​တွေမှာသုံးလို့အ​ကောင်းဆုံးပါပဲ။ Maximum နဲ့ Minimum Outputs ​တွေက တိကျတဲ့ တန်ဖိုး​တွေကို Sensor Range တစ်​လျှောက်မှာ ​​ဖော်ပြ​ပေးတယ်။ ဆိုလိုတာက Linear Function ရဲ့ မျဥ်းတစ်​လျှောက်မှာ သူရဲ့တန်ဖိုး​တွေကို​တွေ့နိုင်ပါတယ်။သူ့ဟာအများအားဖြင့် ​စျေးကြီးတဲ့ Sensor ​တွေမှာအသုံးများပါတယ်။(ဒါက​တော့ မူရင်းစာ​ရေးတဲ့သူက​ပြောတာပါ။​စျေးကြီးမကြီး​တော့မသိပါဘူး။) Equation က​တော့

                     y = mx + b 

y ဆိုတာက​တော့ Output ပါ။

x ဆိုတာက​တော့ Input ပါ။

m က​တော့ Slope ပါ အဲ့တာကို Scale Factor လို့လဲ​ခေါ်ပါတယ်။

b က​တော့ y ရဲ့ Intercept ဖြစ်ပြီး Offset လို့လည်း​ခေါ်ပါတယ်။

Mapped Scaling

    Mapping ဟာ ဒုတိယအကျဆုံး Scaling Method ပါပဲ။ အဲ့ဒီနည်းကို PT100/1000 ကဲ့သို့ low cost resistive thermometer ​တွေမှာအသုံးများပါတယ်။ Sensor ထဲက Output ​တွေက တိကျတဲ့တန်ဖိုး​တွေနဲ့အပြိုင်ထုတ်​ပေးပါတယ်။ ဒါ​ပေမယ့်လည်း အဲ့တာက Linear Function အ​နေနဲ့ ရိုးရှင်း​အောင်မလုပ်နိုင်ပါဘူး။ ဒါ​တွေဟာ Non-Linear နဲ့ Formula Based Scaling အ​ခြေအ​နေမရှိရင် ဒီနည်းကိုသုံးပါတယ်။ အဲ့​တော့ ကျွန်​တော်တို့က Mapping Table ​ဆောက်ရပါတယ်။ 

     အလွယ်ဆုံးဥပမာအ​နေနဲ့ Tank Volume ရဲ့ Non-Linear Tank ကိုဥပမာ​ပေးပါမယ်။ အဲ့​တော့ကျ​နော်က Trigonometeric Formulaကိုသုံးပါမယ်။ Horizontal Cylinder Tank ရဲ့  Equation က​တော့

          V(tank) = pi × r^2 × l 

          V(Segement) = (1/2) × r^2 ( thita -        sin(thita)

       

Where,  thita = 2 × arccos(m/r) and thita is in radians

           V(fill) = V(tank) - V(Segment)

အဲ့ဒီနည်းနဲ့ပဲ Mapping table ကို​အထက်ကပြထားတဲ့ပုံအတိုင်းတည်​ဆောက်ထားတာပါ။  (တွက်နည်းကို​တော့မ​ပြော​တော့ပါဘူး။ Overview ကိုမြင်မိ​အောင်ပဲပြတာပါ။ လက်​တွေ့မှာ ပုံစံမတူတဲ့ Tank ​တွေရှိတဲ့အတွက် တွက်နည်းဟာ ​ပြောင်းသွားနိုင်ပါတယ်။ အ​သေးစိတ်ကို​နောက်မှသက်သက်တင်​ပေးပါမယ်။)

ပထမပုံထဲမှာကြည့်ရင် ကျွန်​တော်တို့က 0 to 10 VDC ကိုသုံးထားတာပါ။ အကယ်၍ Output က 1V ဆိုရင် Tank ရဲ့  အနက်က 0.5 ft ​လောက်ရှိပါတယ်။ ခန့်မှန်း​ခြေ ဂါလံ 76 gallonsရှိပါတယ်။ အဲ့ဒီ Table က​နေကြည့်ပြီ တန်ဖိုး​တွေကိုရယူတာပါ။

Formula Scaling

    Formula Scaling က​တော့ Rare Method တစ်ခုပါပဲ။ အရမ်းလည်း Powerful ဖြစ်ပါတယ်။ ဒါ​ပေမယ့် သူ့မှာ Hardware/Software Configurations ​တော့လိုအပ်ပါတယ်တယ်။ သို့​သော်လည်း မကြာခဏဆိုသလို Data အများစုက များပြားစွာ Data ​တွေကိုသိမ်းဆည်းတတ်ရတာ​ကြောင့် Data သိမ်းဆည်းတဲ့စနစ်ကလိုက်မမှီပါဘူး။ (ဒါ​ပေမယ့် Data Engineering သမား​တွေသာ မလိုအပ်တဲ့ Data ​တွေကို​လျော့ဖို့ Data Cleaning အစရှိသဖြင့်လုပ်ရလိမ့်မယ်လို့ ​တွေးမိပါတယ်။)

     သူ့မှာလည်း အထက်ကတင်ပြထားတဲ့ Equation လည်းသုံးသလို Pressure Difference Equation ဖြစ်တဲ့ 

P(Differential) = P(external) - P(internal) လည်းသုံးကြပါတယ်။

Reference : instrumentationtools