Tổng quan sơ đồ cần có

220VAC → bộ chuyển đổi điện áp → Analog PLC (AI)

Thiết bị bắt buộc là:

1️⃣ Bộ chuyển đổi điện áp AC → Analog (Voltage Transducer)

Tên thường gọi:

• Voltage Transducer
• AC Voltage Converter
• Signal Conditioner

Nhiệm vụ:

• Nhận 0–220VAC (hoặc 0–380VAC)
• Cách ly an toàn
• Xuất tín hiệu chuẩn công nghiệp:
  • 0–10V hoặc
  • 4–20mA

👉 Đây là thiết bị QUAN TRỌNG nhất.

Ví dụ các dòng phổ biến:

• Autonics – seri MV / CT series
• Weidmüller – ACT20P series
• Phoenix Contact – MINI Analog Pro series
• Mikro Elektronika – AC Voltage transducer

Ở VN bán rất nhiều loại Trung Quốc giá ~300–700k.

---

2️⃣ Module Analog Input của PLC

PLC phải có AI đọc được:

• 0–10V hoặc
• 4–20mA

Ví dụ:

• Siemens SM1231 AI
• Mitsubishi FX3U-4AD
• Omron CP1W-AD

👉 Nếu PLC chưa có AI thì phải mua thêm module.

---

3️⃣ Nguồn cấp cho bộ chuyển đổi

Hầu hết transducer cần nguồn:

• 24VDC (chuẩn công nghiệp)

→ Cần thêm nguồn 24VDC nếu hệ thống chưa có.

---

Vì sao không dùng biến áp + chia áp?

Nhiều người hỏi cái này 😄

Có thể làm DIY:

• Biến áp 220 → 12VAC
• Chỉnh lưu → chia áp → đưa vào PLC

NHƯNG ❌ không nên dùng cho công nghiệp vì:

• Không cách ly chuẩn công nghiệp
• Sai số lớn
• Nhiễu nhiều
• Không an toàn điện

Trong công nghiệp → bắt buộc dùng Transducer

---

Sơ đồ đấu dây chuẩn

Lưới 220VAC
     ↓
Voltage Transducer
 (Input: 220VAC)
 (Output: 4–20mA)
     ↓
PLC Analog Input

PLC sẽ đọc:

• 4mA = 0V
• 20mA = 220V

---

Nên chọn 0–10V hay 4–20mA?

👉 Khuyên dùng 4–20mA

Vì:

• Chống nhiễu cực tốt
• Truyền xa 100m vẫn ổn
• Chuẩn công nghiệp

0–10V chỉ nên dùng trong tủ điện nhỏ.

---

Kết luận ngắn gọn

Muốn PLC đo 220VAC cần:

1️⃣ Voltage Transducer 220VAC → 4–20mA
2️⃣ Module Analog Input PLC
3️⃣ Nguồn 24VDC cấp cho transducer

Tổng sai số thực tế

Phương pháp	Sai số
Biến áp + diode	❌ 5–15%
Transducer công nghiệp	✅ 0.5–1%

Khi nào nên dùng cách biến áp?

✔ OK nếu mục đích:

• Báo mất điện
• Báo điện yếu / điện cao
• Hiển thị tham khảo
• Tự động đóng cắt theo ngưỡng

❌ Không nên nếu:

• Ghi log điện năng
• Bảo vệ điện áp chính xác
• Giám sát tiêu chuẩn công nghiệp

Mẹo để đo chính xác hơn (rất quan trọng)

Thay vì tin công thức → HIỆU CHUẨN thực tế

Làm như sau:

1️⃣ Dùng đồng hồ đo điện áp chuẩn
2️⃣ Đọc giá trị PLC đang đo
3️⃣ Tính hệ số thực:

K=VACđo^ˋng ho^ˋ/VdcPLCK = VAC_{đồng\ hồ} / Vdc_{PLC}K=VACđo^ˋng ho^ˋ​/VdcPLC​

Ví dụ:

• Đồng hồ: 223V
• PLC đọc: 15.4V

K=223/15.4=14.48K = 223 / 15.4 = 14.48K=223/15.4=14.48

Sau đó PLC dùng:

VAC = Vdo × 14.48

👉 Sau hiệu chuẩn → sai số chỉ còn ~3–5%.

---

Kết luận

✔ Làm được
✔ Rẻ
✔ Đủ dùng cho điều khiển
❌ Không phải đo lường chuẩn

------------------------------------------------------------------------

Tổng thể bên trong AC/DC Voltage Transducer

Điện áp cao → Giảm áp → Cách ly → Chỉnh lưu + RMS → Khuếch đại → Xuất 4-20mA / 0-10V

Nó là một thiết bị đo lường hoàn chỉnh, không phải chỉ là biến áp + diode.

---

1️⃣ Khối giảm áp & bảo vệ đầu vào ⚡

Điện áp đầu vào có thể:

• 220VAC
• 380VAC
• 500VAC
• hoặc DC cao

Bên trong luôn có:

• Điện trở công suất chính xác cao (precision resistor)
• MOV chống quá áp
• TVS chống xung sét
• Cầu chì bảo vệ

Mạch thường dạng chia áp:

220V → mạng điện trở chính xác → vài volt an toàn

👉 Sai số điện trở thường 0.1% – 0.5%

Khác hoàn toàn biến áp dân dụng.

---

2️⃣ Khối cách ly điện (Isolation) 🔒

Đây là phần đắt tiền nhất.

Mục tiêu:

• PLC không bao giờ dính điện lưới
• Chịu cách ly 2–4kV

Có 2 công nghệ:

Cách ly bằng biến áp đo lường

Dùng cho AC.

Cách ly bằng opto / isolation amplifier

Dùng cho DC hoặc tín hiệu sau xử lý.

Chip rất hay dùng:

• AMC1100
• HCPL-7800
• AD202

👉 Đây là lý do thiết bị an toàn.

---

3️⃣ Khối đo TRUE RMS (quan trọng nhất)

Đây là điểm mạch DIY không làm được.

Điện lưới không phải sin chuẩn:

• Méo do biến tần
• Méo do tải công nghiệp

Nếu chỉ chỉnh lưu → đo sai.

Transducer dùng IC đo RMS chuyên dụng:

Ví dụ chip:

• AD736
• AD8436
• AD637

Chip này tính:

Vrms=1T∫v2(t)dtVrms = \sqrt{\frac{1}{T}\int v^2(t)dt}Vrms=T1​∫v2(t)dt​

👉 Đo đúng điện áp thực, không phải điện áp đỉnh.

---

4️⃣ Khối khuếch đại & tuyến tính hóa

Sau khi có tín hiệu analog nhỏ (mV), cần:

• Op-amp chính xác cao
• Bù nhiệt độ
• Linear calibration

Sai số nhiệt độ thường:

<0.02% / °C

---

5️⃣ Khối tạo dòng 4–20mA / 0–10V

Đây là khối xuất tín hiệu cho PLC.

Nếu xuất 4–20mA:
Bên trong có mạch V → I converter

Công thức:

Iout=4mA+(Vin/Vmax)×16mAIout = 4mA + (Vin / Vmax) × 16mAIout=4mA+(Vin/Vmax)×16mA

Nếu xuất 0–10V:
Dùng op-amp buffer.

---

6️⃣ Khối nguồn nội bộ

Transducer cần nguồn riêng:

• 12V hoặc 24V

Bên trong có:

• DC/DC cách ly
• LDO ổn áp
• Lọc nhiễu

---

Tóm tắt cấu trúc dạng block

          ⚡ Điện áp cao
               │
     Bảo vệ + chia áp chính xác
               │
        Cách ly điện cao áp
               │
        Mạch đo TRUE RMS
               │
      Khuếch đại & hiệu chuẩn
               │
      V→I converter / V out
               │
         4–20mA / 0–10V → PLC

---

Vì sao nó chính xác hơn mạch biến áp + diode?

Thành phần	DIY	Transducer
Chia áp chính xác	❌	✅
Đo TRUE RMS	❌	✅
Bù nhiệt	❌	✅
Cách ly cao áp	⚠️	✅
Chống sét / xung	❌	✅

👉 Sai số transducer: 0.5–1%
👉 Mạch DIY: 5–15%

---

Kết luận

Voltage Transducer thực chất là:
👉 Một máy đo điện áp thu nhỏ trong module DIN rail

Nó gồm:

• đo lường chính xác
• cách ly an toàn
• xuất tín hiệu chuẩn PLC