Módulo Allen Bradley 1762-IR4: mensurando temperaturas (sensores RTDs) ou resistências
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O módulo de expansão 1762-IR4 é destinada aos Controladores Lógico Programáveis (CLPs) Micrologix da fabricante Allen Bradley. Esse componente faz a leitura e processamento de sinais provenientes de até 4 (quatro) sensores de temperatura RTD (Resistance Temperature Detector) ou potênciometros.
Os sensores de temperatura RTD possuem boa estabilidade, linearidade, precisão, mas também são mais caros do que sensores termopares comuns. Os mesmos são comercializados com dois ou três cabos, sendo o terceiro disponibilizado no sensor para a mensuração da resistência do cabo entre o sensor e a fonte de alimentação (esse sensor possui alimentação externa), aumentando a precisão da leitura de temperatura, mesmo a distâncias significativas.
Ressaltamos que o módulo de expansão 1762-IR4 não apenas faz a leitura de um sinal analógico (outros módulos mais baratos são destinados a isso), mas gera também um sinal de corrente de excitação para mensurar a resistência, formata os dados, filtra os sinais lidos, auto-calibração, entre outros recursos.
Uma dica importante é não utilizar sensores chineses RTD PT100 de baixa qualidade, que não possuem resistência conforme o padrão IEC/DIN. Nos testes que utilizamos, sensores de baixa qualidade culminaram em leituras incorretas em até 5°C em temperatura ambiente. Os melhores sensores que testamos foram os fabricados pela empresa brasileira WJE Controles Industriais.
As conexões dos cabos deve seguir o layout da imagem abaixo, no qual podemos visualizar que cada um dos quatro canais RTD possuem quatro terminais:
- NC: Não deve ser conectado;
- EXC (Excitation): corrente de excitação para mensurar a resistência do sensor em si;
- SENSE (Sense): detecta a resistência do cabo para fins de compensação da resistência do mesmo na leitura da resistência do sensor;
- RTN (Return): retorno da corrente de excitação.
A conexão com apenas 2 (dois) cabos é a mais simples e também pode ser utilizada caso não haja a necessidade de compensação da resistência do cabo entre o módulo 1762-IR4 e o sensor em si. Neses caso, o terminal SENSE não é utilizado:
Na interligação com 3 (três) fios, o conector SENSE é utilizado pelo módulo para mensurar a resistência do cabo e compensar esse acréscimo de resistência no resultado final:
Embora esse tipo de aplicação seja bem menos incomum nesse módulo, o módulo IR4 também pode ser utilizado para a leitura de qualquer resistência (seja variável ou não):
A configuraçõe desse módulo no software RSLogix é realizada por meio da janela "I/O Configuration", disponível nas configurações do controlador. Na imagem abaixo, visualizamos um CLP com 3 (três) módulos 1762-IR4 conectados a um CLP Micrologix 1400 para leitura de 12 (doze) sensores de temperatura RTD em um sistema de resfriadores de água para ar condicionado comercial:
Acessando as configurações avançadas desse módulo, é possível configurar todas as opções de todos os 4 (quatro canais) disponíveis (formato de dados, corrente de excitação, tipo de sensor, compensação da resistência do cabo, unidade de temperatura e frequência do filtro):
Após concluirmos a configuração, a temperatura pode ser visualizada nas primeiras quatro palavras/registradores de cada módulo (formato dos dados configurado como "Engineering Units" e unidade em graus Celsius):
As outras duas palavras de cada módulo (Word n° 4 e 5) se destinam à indicação do status (S0 a S3), circuito aberto (OC0 a OC3) e leituras fora dos limites (U0 a U3 e O0 a O3) dos sensores para cada canal separadamente: