Apa itu sensor penimbang? Bagaimana menghubungkan dengan PLC? Bagaimana menggunakannya dengan paling akurat?

Apa itu sensor penimbangan? Bagaimana cara menghubungkannya dengan PLC? Bagaimana cara menggunakannya dengan paling akurat?

Berat adalah satuan penting dalam kehidupan sehari-hari, dan bahkan lebih krusial dalam industri. Berapa kilogram bahan baku yang ditambahkan dalam proses produksi? Berapa kilogram limbah yang dihasilkan? Data-data ini adalah elemen penting yang mendukung kelancaran operasi seluruh pabrik.

Jadi, bagaimana berat diukur dalam industri? Kita perlu menggunakan sensor penimbangan!

Prinsip kerja sensor penimbangan adalah mengubah gaya gravitasi yang bekerja pada objek yang diukur menjadi sinyal keluaran yang terukur dalam proporsi tertentu.

Sensor industri yang umum dikategorikan sebagai sistem 4-kabel dan 6-kabel:

Untuk sensor 4-kabel, hanya ada empat kabel hitam yang ditunjukkan pada diagram di bawah ini. Di antaranya, EXC+ dan EXC- menyediakan eksitasi dari modul penimbangan ke sensor, sedangkan SIG+ dan SIG- adalah keluaran dari sensor penimbangan. Untuk sensor 6-kabel, ada dua kabel merah tambahan, SENSE+ dan SENSE-. Apa tujuannya? Kedua kabel ini digunakan untuk kompensasi. Ketika jarak antara sensor dan modul penimbangan jauh, kabel-kabel ini memberikan kompensasi, sehingga membuat hasil pengukuran lebih akurat.

Dalam aplikasi lapangan praktis, karena kondisi kerja yang kompleks, jarak antara sensor penimbangan dan modul penimbangan bisa sangat jauh. Jika tegangan suplai yang disediakan oleh modul penimbangan ke sensor, misalnya, 6V, karena kehilangan saluran, sinyal eksitasi ini akan kurang dari 6V ketika mencapai sensor penimbangan. Di bawah kondisi beban yang sama, sinyal keluaran sensor berbanding lurus dengan tegangan suplai. Oleh karena itu, modul penimbangan menggunakan rangkaian impedansi tinggi untuk mengembalikan tegangan suplai aktual di sisi sensor ke modul itu sendiri. Modul penimbangan kemudian menyesuaikan tegangan suplai keluarannya melalui komparator internal.

Modul penimbangan dapat terhubung ke sensor 4-kabel dan 6-kabel. Jika menghubungkan sensor 4-kabel, perlu untuk menghubungkan SENSE+ ke EXC+ dan SENSE- ke EXC- di kotak sambungan atau di sisi modul penimbangan.

Untuk menghubungkan sensor penimbangan ke PLC dalam pengaturan pabrik, kita biasanya memiliki dua metode:

1. **Menggunakan Sensor Penimbangan + Pengkondisi Sinyal/Pemancar + Input Analog PLC**
Mengapa diperlukan pemancar sekunder? Karena sensor menghasilkan sinyal tegangan tingkat milivolt ketika berubah bentuk oleh berat objek, yang tidak dapat dibaca langsung oleh PLC. Oleh karena itu, diperlukan pemancar sekunder untuk konversi. Kapan pun konversi terlibat, semua orang tahu akan ada beberapa kerugian. Kerugian ini tidak terlalu besar, tetapi dapat berdampak signifikan pada pengukuran yang tepat. Saya sebelumnya pernah bekerja pada peralatan yang membutuhkan akurasi 10g, di mana kerugian ini sangat memengaruhi hasilnya. Karakteristik metode ini adalah biaya rendah dan persyaratan minimal pada sistem PLC, karena lebih dari 98% PLC memiliki fungsi input analog. Namun, kekurangannya adalah tidak dapat digunakan dalam situasi yang membutuhkan akurasi tinggi.

2. **Metode Paling Akurat (dan Paling Mahal): Menggunakan Sensor Penimbangan + Modul Penimbangan PLC**
Metode ini adalah yang paling tepat karena tidak ada kerugian ketika PLC terhubung ke modul khusus. Selain itu, kecepatan metode ini sangat cepat, sehingga cocok untuk berbagai aplikasi yang kompleks.

**Kekurangannya adalah persyaratan tinggi yang ditempatkannya pada sistem PLC.** Pertama, PLC harus menggunakan modul penimbangan, yang umumnya cukup mahal. Selain itu, sistem penimbangan baru memerlukan kalibrasi sebelum digunakan. Jika sensor penimbangan rusak dan diganti, kalibrasi ulang juga diperlukan. Proses kalibrasi untuk berbagai seri modul penimbangan Siemens tidaklah mudah dan membutuhkan tingkat pengalaman dan keterampilan teknis tertentu, yang akan kita bahas nanti. Oleh karena itu, teknologi ini tidak cocok untuk pemula.

**Sebagai unit untuk pengukuran yang tepat, metode penggunaannya harus diikuti dengan hati-hati; jika tidak, dapat menyebabkan pengukuran yang tidak akurat atau bahkan kerusakan.**

**I. Perawatan ekstrem selama pemasangan sangat penting untuk menghindari kerusakan pada sensor.**

Elastomer sensor penimbangan terutama terbuat dari bahan aluminium paduan. Oleh karena itu, setiap dampak dari getaran atau terjatuh secara tidak sengaja dapat menyebabkan kesalahan signifikan dalam keluaran data. Misalnya, sensor dengan kapasitas 10kg dapat rusak permanen jika terkena gaya sekitar 15kg. Oleh karena itu, penanganan sensor penimbangan dengan sangat hati-hati selama pemasangan sangat penting.

**II. Pemasangan harus mengikuti secara ketat persyaratan desainnya.**

Tergantung pada proses peralatan, dapat dipasang secara horizontal atau vertikal. Namun, bagian penahan beban sensor harus pas dengan objek yang diukur. Yang penting, bagian penahan beban dan objek yang diukur tidak boleh bersentuhan dengan titik penahan gaya lainnya, karena hal ini akan menyebabkan pengukuran yang tidak akurat.

**III. Terkadang, tiga atau bahkan beberapa sensor digunakan untuk mengukur objek yang sama. Permukaan kontak antara sensor-sensor ini dan rakitan penimbangan harus rata.** Jika tidak, distribusi gaya yang tidak merata akan memengaruhi hasil pengukuran. Meskipun sedikit ketidaksejajaran dapat dikompensasi menggunakan resistor di kotak sambungan, kemampuan penyesuaian ini terbatas dan juga tidak ideal untuk kalibrasi. Oleh karena itu, berusahalah untuk mempertahankan pemasangan yang rata jika memungkinkan.

**Langkah-langkah Pencegahan Lainnya:**

**I. Kotak Sambungan:** Saat menggunakan beberapa sensor penimbangan, kotak sambungan adalah alat yang diperlukan. Ini mengkonsolidasikan data dari beberapa sensor, mengurangi beban kerja pada modul penimbangan.

Namun, itu juga merupakan komponen yang rentan terhadap masalah selama penggunaan.

Pertama, perhatikan tahan debu, tahan air, dan mencegah listrik statis. Kedua, selama penggunaan, perhatikan fungsi setiap terminal dan hindari pemasangan kabel yang salah.

**II. Koneksi Kabel dan Pelindung**

Sinyal sensor pada akhirnya ditransmisikan melalui kabel. Mengingat presisi tinggi dari sinyal ini, bahkan gangguan kecil dapat menyebabkan ketidakstabilan data.

Oleh karena itu, koneksi harus dibuat secara ketat sesuai dengan diagram yang disediakan selama pemasangan.

**III. Pertimbangan Pemrograman: Apakah Penyaringan Dapat Diterima?**

Dalam lingkungan industri yang sebenarnya, banyak gangguan yang ada. Meskipun banyak yang terbiasa menggunakan metode pemrograman untuk penyaringan, ini juga dapat diterapkan pada aplikasi penimbangan. Namun, sangat penting untuk dicatat bahwa penyaringan memperkenalkan penundaan sinyal. Jika tujuannya hanya pengamatan dan pengukuran, ini mungkin tidak menimbulkan masalah. Tetapi jika data digunakan untuk perhitungan atau untuk mengontrol proses, penyaringan dapat menyebabkan hasil penimbangan yang tidak akurat. Ini adalah poin penting yang perlu diingat.