Cách đấu dây cảm biến áp suất 4-20mA: 2 dây, 3 dây, 4 dây vào PLC

Đăng ngày 03/09/2026 · Cập nhật 26/10/2026

Tín hiệu 4-20mA và loại đấu dây

Sơ đồ minh họa: Cách Đấu Dây Cảm Biến Áp Suất 4-20mA (2 Dây, 3 Dây, 4 Dây)

Cảm biến áp suất công nghiệp phổ biến nhất dùng tín hiệu 4-20mA (4mA = mức thấp nhất, 20mA = cao nhất). Có 3 kiểu đấu dây:

Lưu ý: Luôn đối chiếu sơ đồ trên nhãn/datasheet của cảm biến — ký hiệu chân có thể khác nhau giữa các hãng.

Nguyên lý hoạt động

1. Đấu dây cảm biến 2 dây (loop-powered) — phổ biến nhất

Nguyên tắc: nguồn 24VDC – cảm biến – ngõ vào analog của PLC nối tiếp thành một vòng (loop), dòng 4-20mA chạy trong vòng đó.

• Cực + nguồn 24VDC → chân + (supply) của cảm biến.
• Chân –/out của cảm biến → chân AI+ (analog input) của PLC.
• Chân AI– của PLC → cực – nguồn 24VDC.

Cả nguồn và tín hiệu dùng chung một vòng dây → tiết kiệm dây, chống nhiễu tốt khi đi xa.

2. Đấu dây 3 dây

• Dây 1: +24VDC cấp nguồn cảm biến.
• Dây 2: 0V (GND) chung.
• Dây 3: tín hiệu 4-20mA (OUT) về AI của PLC (AI– nối GND chung).

3. Đấu dây 4 dây

Nguồn cấp (2 dây) và tín hiệu ra (2 dây) tách riêng — dùng khi cần cách ly rõ ràng giữa nguồn và tín hiệu.

Đọc 4-20mA khi PLC chỉ nhận điện áp (0-10V)?

Nếu ngõ vào PLC chỉ nhận áp (0-10V) mà cảm biến ra dòng (4-20mA), có 2 cách:

1. Mắc điện trở 250Ω trên vòng dòng để quy 4-20mA → 1-5V (rồi đọc áp).
2. Khuyên dùng: dùng bộ chuyển đổi tín hiệu như K109S (Seneca) để chuyển 4-20mA ↔ 0-10V có cách ly chống nhiễu — sạch và ổn định hơn.

Tính điện trở tải tối đa của vòng 2 dây

Cảm biến 2 dây lấy nguồn ngay trên vòng dòng, nên điện áp còn lại tại chân cảm biến phải luôn lớn hơn điện áp tối thiểu ghi trong datasheet (thường 10–12 V; loại có HART hoặc Ex có thể 12–14 V). Kiểm tra ở dòng lớn nhất 20 mA (nhiều thiết bị báo lỗi ở 21–22 mA, nên tính với 22 mA cho an toàn):

R_max = (U_nguồn − U_{min cảm biến}) / 0,022 A

• Ví dụ: nguồn 24 VDC, cảm biến cần tối thiểu 10,5 V → R_max = (24 − 10,5) / 0,022 ≈ 613 Ω.
• Tổng tải trong vòng gồm: điện trở shunt đầu vào PLC (thường 50–250 Ω), điện trở dây đi và về, các thiết bị nối tiếp (bộ hiển thị, bộ cách ly, barrier Ex khoảng 250–350 Ω).
• Với HART, vòng cần tổng điện trở tối thiểu khoảng 250 Ω để tín hiệu số đọc được; nếu đầu vào PLC chỉ có 50 Ω, cần gắn thêm điện trở nối tiếp.
• Nếu tải vượt R_max: tín hiệu bị “cắt” ở đầu trên (không lên được 20 mA khi áp suất cao) – lỗi rất khó phát hiện vì ở áp suất thấp mọi thứ vẫn đúng.

Lỗi thường gặp khi đấu sai

• Không lên tín hiệu / báo 0mA: ngược cực nguồn, đứt vòng, thiếu nguồn 24VDC.
• Nhiễu, giá trị nhảy: đi dây tín hiệu chung máng với dây động lực; thiếu cách ly → dùng bộ chuyển đổi cách ly.
• Luôn ~4mA hoặc ~20mA cứng: sai dải đo hoặc cảm biến quá/thiếu áp, hoặc đấu nhầm chân.

Màu dây và chân connector thường gặp

Mỗi hãng có quy ước riêng, luôn đối chiếu nhãn/datasheet trước khi đấu. Các quy ước phổ biến:

Đấu dây cảm biến áp suất vào PLC thực tế

PLC Siemens S7-1200 (module SM 1231 AI)

Đầu vào analog của SM 1231 thường là kiểu 4 dây (thụ động) – module không cấp nguồn cho cảm biến. Với cảm biến 2 dây: nối +24 VDC → (+) cảm biến, (−) cảm biến → chân AI+ (ví dụ 0+), chân AI− (0−) → 0 V (M). Cấu hình kênh trong TIA Portal là Current, 4-20 mA; giá trị số 0 … 27648 tương ứng 4 … 20 mA.

PLC Mitsubishi FX5U (FX5-4AD hoặc AI tích hợp)

Đầu vào analog tích hợp của FX5U chỉ nhận điện áp 0-10 V. Với cảm biến 4-20 mA cần module FX5-4AD (cài đặt kênh ở chế độ dòng) hoặc lắp điện trở 500 Ω để chuyển 4-20 mA thành 2-10 V (cách này kém chính xác hơn). Xem thêm lập trình FX5U bằng GX Works3.

Module có nguồn vòng (active input)

Một số module (ví dụ module Seneca, nhiều bộ hiển thị) có sẵn nguồn cấp cho vòng 4-20 mA. Khi đó chỉ cần 2 dây từ cảm biến về đúng cặp chân “loop powered” – không cấp thêm nguồn ngoài để tránh 2 nguồn trong cùng một vòng.

Kiểm tra vòng 4-20 mA bằng đồng hồ vạn năng

1. Đo điện áp tại đầu cảm biến khi đang chạy: phải lớn hơn điện áp tối thiểu của cảm biến (thường 10–12 V).
2. Đo dòng nối tiếp: tháo một dây, nối đồng hồ (thang mA) vào giữa. Áp suất bằng 0 → khoảng 4 mA; áp suất bằng max dải → khoảng 20 mA.
3. Quy đổi: P = P_min + (I − 4) / 16 × (P_max − P_min). Ví dụ dải 0–10 bar, đo được 12 mA → 5 bar.
4. Dòng < 3,6 mA hoặc > 21 mA thường là tín hiệu báo lỗi theo NAMUR NE43 (đứt cảm biến, quá dải).

Đấu dây trong khu vực nguy hiểm cháy nổ (Ex)

Với cảm biến Ex i, vòng 4-20 mA phải đi qua barrier an toàn nội tại hoặc bộ cách ly (isolator) đặt ở khu vực an toàn; dây tín hiệu Ex i đi riêng máng, thường dùng vỏ cáp màu xanh dương nhạt. Xem thêm tiêu chuẩn ATEX/IECEx.

Chống nhiễu và nối đất

• Dùng cáp xoắn đôi có lưới chống nhiễu, nối lưới một đầu ở phía tủ điện (tránh vòng đất).
• Đi dây tín hiệu tách khỏi cáp động lực và cáp biến tần, cách tối thiểu 20–30 cm hoặc dùng máng riêng.
• Khoảng cách xa hoặc nhiều thiết bị khác đất: dùng bộ cách ly tín hiệu 4-20 mA.

Ví dụ cảm biến áp suất màng gốm cho môi chất bẩn/mài mòn: Cerabar PMC71B Endress+Hauser. Quy trình hiệu chỉnh sau khi đấu dây: hiệu chỉnh cảm biến áp suất chi tiết.

Cần cảm biến / bộ chuyển đổi phù hợp?

• Xem cách chọn cảm biến áp suất.
• Cần chuyển/cách ly 4-20mA ↔ 0-10V: bộ chuyển đổi tín hiệu Seneca.

→ Liên hệ tư vấn & báo giá

Ứng dụng thiết bị

Nếu cảm biến và PLC nối đất khác điểm, tín hiệu dễ bị lệch – xem bộ cách ly tín hiệu 4–20 mA: khi nào cần và cách chọn.

Xem thêm: Bộ chuyển đổi, cách ly tín hiệu Seneca giá bao nhiêu? Bảng giá 2026, cảm biến áp suất là gì và cách chọn.

Xem thêm: FX3U-4AD Mitsubishi: Module Analog 4 Kênh – Thông Số, Đấu Dây, Cài Đặt Và Báo Giá

Xem thêm: bảng giá cảm biến áp suất 4-20 mA.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Cảm biến áp suất 2 dây và 3 dây khác gì nhau? Loại 2 dây (loop-powered) dùng chung một vòng cho cả nguồn và tín hiệu, tiết kiệm dây, đi xa tốt. Loại 3 dây tách nguồn và tín hiệu (chung mass).

Đấu cảm biến 4-20mA cần nguồn bao nhiêu? Thường là 24VDC. Kiểm tra dải nguồn trên datasheet của cảm biến.

PLC chỉ nhận 0-10V thì đọc 4-20mA thế nào? Dùng điện trở 250Ω (được 1-5V) hoặc tốt hơn là bộ chuyển đổi tín hiệu có cách ly (vd K109S) để chuyển 4-20mA sang 0-10V.

Vì sao tín hiệu bị nhiễu, nhảy số? Thường do đi dây tín hiệu chung với dây động lực hoặc thiếu cách ly — nên tách dây và dùng bộ chuyển đổi cách ly.

Đọc thêm: Thiết Bị Đo Áp Suất Công Nghiệp; Cáp Tín Hiệu Anhui Tiankang Cho Môi Trường Khắc Nghiệt; Cảm Biến Chênh Áp Là Gì.