Trong một hệ thống tự động hóa, các cảm biến và thiết bị đo lường thường tạo ra nhiều loại tín hiệu đầu ra khác nhau. Mỗi loại tín hiệu này mang đặc điểm vật lý riêng, không phải lúc nào cũng tương thích trực tiếp với bộ điều khiển.

Bộ chuyển đổi tín hiệu (signal converter) là thiết bị trung gian có nhiệm vụ chuyển đổi, chuẩn hóa hoặc cách ly tín hiệu đầu vào để đảm bảo thiết bị điều khiển nhận đúng giá trị và xử lý chính xác.

Bộ chuyển đổi tín hiệu là gì?

Bộ chuyển đổi tín hiệu (Signal Converter) là một thiết bị điện tử có nhiệm vụ biến đổi một dạng tín hiệu này thành một dạng tín hiệu khác. Bạn có thể tưởng tượng nó sẽ giúp các thiết bị trong cùng một hệ thống có thể hiểu và giao tiếp được với nhau, dù mỗi thiết bị có cách truyền thông riêng biệt.

Trong thực tế, đặc biệt là trong công nghiệp và nhà thông minh, có rất nhiều loại tín hiệu được sử dụng để truyền tải thông tin như: nhiệt độ, áp suất, dòng điện, điện áp hoặc tín hiệu kỹ thuật số. Tuy nhiên, không phải lúc nào các thiết bị cũng tương thích trực tiếp với nhau. Đó là lúc bộ chuyển đổi tín hiệu phát huy tác dụng.

Ví dụ với tình huống sau:

Bạn có một cảm biến CO₂ dùng chuẩn Modbus RTU và muốn kết nối nó với hệ thống điều khiển nhà thông minh KNX để tự động mở quạt thông gió khi nồng độ CO₂ vượt mức cho phép.

Tuy nhiên, KNX không đọc được trực tiếp tín hiệu Modbus. Lúc này, bạn cần một bộ chuyển đổi tín hiệu từ Modbus RTU sang KNX. Thiết bị này sẽ đóng vai trò trung gian, giúp cảm biến gửi dữ liệu tới hệ thống KNX một cách mượt mà. Nhờ đó, các thiết bị trong nhà như quạt, máy hút mùi hay điều hòa có thể phản hồi tự động theo tình trạng thực tế.

Tại sao cần sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu trong hệ thống tự động hóa?

Trong một hệ thống điều khiển tự động, dù đơn giản như một dây chuyền đóng gói, hay phức tạp như nhà máy xử lý nước hoặc trạm điện, việc thu thập dữ liệu từ các cảm biến luôn là phần cốt lõi. Tuy nhiên, không phải cảm biến nào cũng giao tiếp thuận lợi với thiết bị điều khiển, và đó là lúc bộ chuyển đổi tín hiệu trở nên cần thiết.

Dưới đây là những lý do rõ ràng khiến thiết bị này gần như là bắt buộc trong các hệ đo lường điều khiển chuyên nghiệp.

Chuẩn hóa tín hiệu đầu vào từ nhiều cảm biến khác nhau

Mỗi cảm biến có thể phát tín hiệu ở một định dạng riêng: điện áp, dòng, điện trở, hoặc xung. Nếu không có thiết bị chuyển đổi, hệ thống điều khiển sẽ rất khó để tiếp nhận và xử lý chính xác dữ liệu. Lúc này, bộ chuyển đổi sẽ gom các tín hiệu đó về chuẩn công nghiệp như 4–20mA hoặc 0–10V, giúp dễ dàng kết nối đến PLC, bộ ghi dữ liệu hoặc HMI.

Cách ly tín hiệu để chống nhiễu và bảo vệ hệ thống

Trong môi trường công nghiệp có nhiều thiết bị công suất lớn (biến tần, động cơ, relay...), tín hiệu yếu từ cảm biến dễ bị nhiễu hoặc suy hao. Bộ chuyển đổi tín hiệu có thể cách ly điện giữa thiết bị đầu vào và bộ điều khiển, giúp tín hiệu luôn “sạch”, không bị sai lệch bởi nhiễu hoặc chênh lệch điện áp. Điều này cũng giúp bảo vệ PLC hoặc DCS – những thiết bị thường có giá trị cao và rất nhạy cảm.

Đảm bảo tính an toàn trong khu vực nguy hiểm (zone 0, 1, 2)

Trong các khu vực dễ cháy nổ, việc truyền tín hiệu trực tiếp có thể gây nguy cơ phát tia lửa điện. Một số dòng bộ chuyển đổi tích hợp chức năng chống cháy ngược, đảm bảo tín hiệu vẫn truyền được nhưng không mang nguy cơ phát sinh tia lửa điện.

Tăng tính linh hoạt khi hệ thống cần nâng cấp hoặc thay đổi thiết bị

Với các bộ chuyển đổi đa năng, người dùng có thể thay cảm biến (từ áp suất sang nhiệt độ, từ điện trở sang dòng...) mà không phải thay toàn bộ hệ thống điều khiển. Điều này giúp giảm chi phí thiết kế lại, tiết kiệm thời gian cấu hình, và duy trì tính linh hoạt cho hệ thống vận hành lâu dài.

Phân loại bộ chuyển đổi tín hiệu theo ứng dụng thực tế

Tùy theo loại cảm biến sử dụng, mục đích chuyển đổi và yêu cầu an toàn, các bộ chuyển đổi tín hiệu được phân loại thành nhiều dòng khác nhau. Mỗi loại thiết bị sẽ phù hợp với từng nhóm ứng dụng cụ thể trong công nghiệp. Dưới đây là các nhóm phổ biến nhất.

Loại bộ chuyển đổi

 Chức năng chính

Ứng dụng phổ biến
Bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ Nhận tín hiệu từ cảm biến nhiệt như PT100, PT1000, Thermocouple. Chuyển đổi sang dòng 4–20mA hoặc áp 0–10V để kết nối dễ dàng với hệ thống điều khiển.

Hệ thống HVAC, lò hơi, giám sát nhiệt độ bể chứa, tủ lạnh công nghiệp
Bộ chuyển đổi dòng – áp Chuyển đổi giữa các tín hiệu analog như 0–10V ↔ 4–20mA; 0–5V ↔ 1–5V để đồng bộ thiết bị đo lường từ nhiều hãng khác nhau.

Tủ điện trung tâm, điều khiển đa zone, chuyển đổi hệ thống cũ sang mới
Bộ cách ly tín hiệu (Signal Isolator) Cách ly hoàn toàn tín hiệu đầu vào và đầu ra để loại bỏ nhiễu, chống chênh lệch mass và bảo vệ thiết bị khỏi xung điện áp.

Truyền tín hiệu đi xa, môi trường có thiết bị công suất lớn hoặc nhiều nhiễu
Bộ chuyển đổi tín hiệu đa năng Có thể nhận nhiều loại tín hiệu khác nhau (nhiệt độ, dòng, áp, điện trở, xung...) và xuất nhiều kiểu tín hiệu theo yêu cầu như analog hoặc Modbus.

Hệ thống yêu cầu tính linh hoạt cao, tiết kiệm chi phí khi thay đổi cảm biến hoặc nâng cấp hệ thống
Bộ cách ly tín hiệu chống cháy ngược Ngăn tín hiệu gây tia lửa điện truyền ngược về tủ điều khiển trong các môi trường nguy hiểm, đảm bảo an toàn khi xảy ra sự cố tại khu vực cảm biến.

Trạm xăng dầu, nhà máy hóa chất, khu xử lý khí gas, môi trường dễ cháy nổ Zone 0–1–2

Khám phá các bộ chuyển đổi tín hiệu tại KNXStore

Việc lựa chọn đúng bộ chuyển đổi tín hiệu không chỉ giúp hệ thống vận hành ổn định, mà còn đảm bảo tính chính xác, an toàn và khả năng mở rộng lâu dài cho toàn bộ giải pháp tự động hóa. Tùy theo loại cảm biến sử dụng, môi trường lắp đặt và yêu cầu điều khiển trung tâm, mỗi công trình sẽ cần một thiết bị chuyển đổi phù hợp.

Tại KNXStore, chúng tôi cung cấp danh mục bộ chuyển đổi tín hiệu đa dạng, đáp ứng đầy đủ các nhóm ứng dụng từ dân dụng, thương mại đến công nghiệp chuyên biệt:

KNXStore cam kết hỗ trợ tư vấn kỹ thuật, cấu hình và hướng dẫn lắp đặt theo từng yêu cầu thực tế của công trình. Dù bạn đang thiết kế hệ thống tủ điện mới, cải tạo tín hiệu cho dây chuyền cũ, hay triển khai giám sát đa điểm cho nhà máy, đội ngũ kỹ thuật tại KNXStore luôn sẵn sàng đồng hành cùng bạn để lựa chọn giải pháp tối ưu nhất.

Truy cập danh mục thiết bị bên trên để xem chi tiết các dòng bộ chuyển đổi tín hiệu đang có sẵn, hoặc liên hệ với chúng tôi nếu bạn cần tư vấn chọn thiết bị phù hợp với hệ thống hiện tại.