PLC Analog Input Card Resolution Effects on Accuracy

    Instrument ရဲ့ Accuracy ဟာ သူတို့ရဲ့ Precision နဲ့ Limit လုပ်ထားပါတယ်။ Instrument ရဲ့ တိကျမှုကို တိုင်းတာတဲ့ လုပ်ငန်းစဥ်မှာပြောင်းလဲနိုင်တဲ့ မိနစ်အလိုက်အပြောင်းအလဲများကို ပြုလုပ်ခြင်းနဲ့ဆုံးဖြတ်ပါတယ်။ (eg. Pressure, Temperature ) Instrument ရဲ့ Output တွေကို Response အတွက် Monitoring လုပ်နိုင်ပါတယ်။

    Instrument တစ်ခုရဲ့ ပြောင်းလဲမှု အသေးငယ်ဆုံးပမာဏကို သိရှိနိုင်သလို သူ့ရဲ့ Output ရဲ့ Precision ပါသက်ရောက်နိုင်ပါတယ်။ Precision Rating တွေကို Span ရဲ့ Percentage သို့မဟုတ် Engineering Unit တွေနဲ့ ဖော်ပြပါတယ်။

    ဥပမာနဲ့ တွက်ပြရရင်, Ultrasonic Tank Level Transmitter ရဲ့ Detection Range ဟာ 0-12 ft , Output Scaled က 4-20 mA ဖြစ်ပြီးတော့ Precision က အတိုးအလျော့ ± 0.1 Inch ရှိတယ်ဆိုပါတော့။ Precision ဟာ Instrument ရဲ့ Resolution နဲ့ ဆက်စပ်မှုရှိပါတယ်။ Tanker ရဲ့ Level ပြောင်းလဲသွားတာနဲ့အမျှ Output ဟာလည်း တဖြည်းဖြည်းနဲ့ ပြောင်းလဲသွားမှာဖြစ်ပြီးတော့ Step တစ်ခုချင်းစီတိုင်းအတွက် 0.1 Inch စီတိုးတိုးသွားပါမယ်။

Transmitter ရဲ့ Resolution  ကတော့,

12ft x 12inch/ft  x  10 Steps/inch = 1440 Steps

ဒါကြောင့် 4-20mA Signal ရဲ့ Step တစ်ခုမှာပြောင်းလဲမဲ့ mA တန်ဖိုးကတော့

16mA / 1440 Steps = 0.1111 mA /Step ဖြစ်ပါတယ်။

    Bit ဟာ Resolution ရဲ့ Unit ပါ။ 12 Bit Resolution က Computer သို့မဟုတ် Device တစ်ခုကနေ Interpreted လုပ်နိုင်တဲ့ အသေးငယ်ဆုံးသော် Signal Magnitude ပြောင်းလဲမှုကို ပြောပြပေးပါတယ်။ ဒီ Resolution တန်ဖိုးတွေက Error ရဲ့ Margin နဲ့ဆက်စပ်မှုရှိပါတယ်။ System ထဲမှာရှိတဲ့ Device တစ်ခုချင်းစီမှာ သူနဲ့ သက်ဆိုင်တဲ့ သူရဲ့ Resolution က ရှိပြီးသားပါ။ (ဒါကြောင့် သူနဲ့ သက်ဆိုင်တဲ့ Error Margin ကလည်းရှိပြီးသားပါပဲ။ ) System ရဲ့ Overall Accuracy ဟာ Signal က Converted သို့မဟုတ် Re-Transmitted လုပ်တဲ့အချိန်တိုင်းမှာ Decrease ဖြစ်သွားပါမယ်။

    ကိစ္စတော်တော်များများမှာ, အကောင်းဆုံးက Sensor ကနေ Signal ကို Digitize လုပ်ပြီးတော့ Transmit လုပ်လို့ရလာတဲ့ Value တွေကို Pure Electrical Signal ထက်စာရင် Digitized Data Stream နဲ့ Transmit လုပ်ပါတယ်။ ဒါကြောင့် တစ်ချို့ Layer of Conversion တွေကိုဖယ်ရှားလိုက်ပါတယ်။

    PLC အများစုမှာတော့ သူတို့ရဲ့ Analog Input တွေမှာ 12-Bit Resolution တွေရှိပါတယ်။ အဲ့တာက ဘာကိုဆိုလိုတာလဲဆိုရင် Analog Signal ကနေ 12-Bit Binary Integer ကို Converted လုပ်လိုက်တယ်ဆိုတဲ့ သဘောပါပဲ။တန်ဖိုးတွေကို ပြသဖို့အတွက် Decimal Integer သို့မဟုတ် Hexadecimal အဖြစ်ပြောင်းလဲနိုင်ပါတယ်။

    4-20mA Signal ရဲ့ Span တန်ဖိုးဟာ 16mA ပါ။ (20-4=16) အဲ့ဒီ 16mA Span ဟာ Ultrasonic Transmitter သို့မဟုတ် တခြား Device တွေရဲ့ Output 0-100% ကို​ဖော်ပြတာပါ။

    မေးခွန်းတစ်ခုနဲ့စကြရအောင်, Calibrated Range 12ft ရှိတဲ့ Ultrasonic Meter တစ်ခုဟာ PLC ကနေ System ကို ဘယ်လောက် Error ရနိုင်သလဲဆိုတာတွက်ကြည့်ရအောင်။

12-Bit Resolution : 2^12 = 4096 Divisions

Resolution Error : 144 Inches / 4096 = 0.0352 Inches

Instrument Range Versus Scale

    Instrument ရဲ့ Design Range နဲ့ Scale မှာခြားနားချက်တွေရှိပါတယ်။ Instrument ဟာ သူ့ Signal ရရှိလာရင်, သူက Inherent Range တစ်ခုအနေနဲ့ ရောက်လာတတ်ပါတယ်။ အဲ့ဒီ Range Value ဟာ Maximum Input Span ဖြစ်ပြီး အဲ့တာဟာ Linear Output ကိုအထောက်အကူပေးပါတယ်။

    ဥပမာပြောရရင်, Ultrasonic Level Transmitter က Range 12 ft ရှိတယ်ဆိုပါတော့။ အဲ့ဒီဟာကို 6ft Tank ထဲထည့်သုံးပြီး Calibrate မလုပ်ပဲသုံးမယ်ဆိုရင် သူရဲ့ Resolution တွေက မှန်မှာမဟုတ်တော့ပါဘူး။ သူရဲ့ Output က 6ft မှာ 100% လို့ပြရမယ့်အစား 6ft မှာ 50% ပဲ Output ထွက်နေလိမ့်မယ်။

    ဒါကိုပြောင်းလဲဖို့အတွက်, Device က အဲ့ဒီ  Degree အထိအတိုင်းအတာအထိ ချဲ့ထွင်နိုင်တာမလို့ 0-50% ပြောင်းလဲမှုအတွက် 0-100% အပြောင်းအလဲကိုပံ့ပိုးပေးဖို့အတွက် Unit ကိုပြန်ချိန်ပေးဖို့လိုအပ်ပါတယ်။ တစ်ခါတစ်ရံ Device ဟာ သူရဲ့ Range 10% ကိုကျော်လွန်ပြီး မဖြတ်နိုင်ပါဘူး။ ဒါကြောင့် ဒီ Limit ကို Rangeability လို့ခေါ်ပါတယ်။

Instrument Calibration

    Instrument ရဲ့ Scale နဲ့ သူရဲ့ Calibrated Range ဟာ Synonymous ပါ။ Scale အပိုင်းကိုသတ်မှတ်ပြီးတာနဲ့ Instrument ကို Calibrate လုပ်ကိုလုပ်ရပါမယ်။

    အကယ်၍ Range ဟာ 0-550 psig ဖြစ်ပြီး သူရဲ့ Scale ဟာ 10-350 psig ဖြစ်နေရင် Calibrated Span ဟာ 350-10 = 340 psig ဖြစ်မှာပါ။ Calibration ရဲ့ End Point တွေက Zero Point နဲ့ Span Point တွေပါပဲ။

    Process တစ်ခုအတွက် အလုပ်လုပ်ခိုင်းချင်တဲ့ သတ်မှတ်ပေးထားတဲ့ Point တစ်ခုကို Set Point လို့ခေါ်ပါတယ်။ ဒါဟာ Instrument Calibration ရဲ့ အခြေခံအကျဆုံးအချက်တစ်ခုမဟုတ်ပေမယ့် မျှော်လင့်ထားတဲ့ Set Point ရဲ့ Calibrated Span ရဲ့ Center အနီးအနားကိုတခြား Point တွေထက်စာရင် Calibrate လုပ်ဖို့အတွက်သတ်မှတ်ပေးနိုင်ပါတယ်။

Reference : Instrumentationtools