Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELM6 - CZERWIEC 2022



PYTANIE NR 13.
Sterownik PLC sterujący układem mechatronicznym, w którym zastosowano przetwornik ciśnienia o prądowym sygnale wyjściowym 4 … 20 mA, musi być wyposażony w
Ilustracja przedstawia przetwornik ciśnienia, który jest częścią systemu mechatronicznego.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Sygnał 4–20 mA z przetwornika ciśnienia jest sygnałem analogowym prądowym, więc sterownik PLC musi mieć możliwość jego pomiaru na odpowiednim wejściu prądowym.
Wejście 0–10 V służy do sygnałów napięciowych, a wyjścia (prądowe lub napięciowe) nie służą do odbioru sygnału z czujnika.

Pełne wyjaśnienie:

Przetwornik ciśnienia z wyjściem 4–20 mA dostarcza informację pomiarową w postaci prądu płynącego w pętli pomiarowej. Aby PLC mógł poprawnie odczytać tę wartość, musi być wyposażony w wejście prądowe 4–20 mA (wejście analogowe typu prądowego). Tylko takie wejście ma właściwą charakterystykę pomiaru prądu i jest przeznaczone do standardowych przetworników procesowych.

Odpowiedź "wejście prądowe 4 ÷ 20 mA" jest poprawna, bo spełnia dwa warunki jednocześnie: dotyczy wejścia (odbiór sygnału z czujnika) oraz właściwego typu sygnału (prąd 4–20 mA).

  • "wyjście analogowe 0 ÷ 10 VDC" jest niepoprawne, ponieważ wyjście PLC służy do sterowania elementami wykonawczymi, a nie do pomiaru sygnału z czujnika. Dodatkowo jest to standard napięciowy, nie prądowy.
  • "wejście analogowe 0 ÷ 10 VDC" jest niepoprawne, bo choć jest to wejście, to jest ono przeznaczone do sygnałów napięciowych (0–10 V). Podłączenie przetwornika 4–20 mA do wejścia napięciowego bez właściwej konwersji skutkuje błędnym odczytem lub brakiem pomiaru.
  • "wyjście prądowe 4 ÷ 20 mA" jest niepoprawne, ponieważ wyjście 4–20 mA PLC służy do generowania sygnału prądowego (np. do falownika, zaworu proporcjonalnego), a nie do odbioru sygnału z przetwornika.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw rozpoznaj, czy urządzenie "daje" sygnał (czujnik → PLC) czy "bierze" sygnał (PLC → element wykonawczy). Następnie dopasuj typ sygnału: 4–20 mA oznacza pomiar prądu, a 0–10 V oznacza pomiar napięcia.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co oznacza sygnał 4–20 mA w przetworniku ciśnienia?
To standardowy sygnał analogowy prądowy, w którym mierzona wielkość jest kodowana wartością prądu w pętli: zwykle 4 mA odpowiada dolnej granicy zakresu, a 20 mA górnej. Jest popularny w automatyce, bo jest odporny na zakłócenia i spadki napięć na przewodach.
Jakie wejście PLC jest potrzebne do czujnika z wyjściem 4–20 mA?
Potrzebne jest wejście analogowe prądowe (AI 4–20 mA) lub moduł wejść analogowych obsługujący zakres 4–20 mA. Wejście napięciowe 0–10 V nie mierzy prądu bez dodatkowej konwersji, więc nie zapewni poprawnego odczytu.
Dlaczego nie wystarczy wejście analogowe 0–10 V do 4–20 mA?
Bo 0–10 V i 4–20 mA to różne standardy: jedno wejście mierzy napięcie, drugie prąd. Bez odpowiedniego przetworzenia (np. rezystorem pomiarowym i dopasowaniem do modułu) PLC nie otrzyma prawidłowej informacji, a wskazania mogą być zafałszowane.
Czy wyjście prądowe 4–20 mA w PLC może zastąpić wejście prądowe?
Nie. Wyjście służy do generowania sygnału sterującego dla urządzeń zewnętrznych (np. zaworu proporcjonalnego), a wejście do pomiaru sygnału z czujnika. Nawet jeśli zakres jest ten sam (4–20 mA), kierunek przepływu informacji jest inny.
Jak rozpoznać na module PLC, czy ma wejście 4–20 mA?
Sprawdź oznaczenia na obudowie modułu i w dokumentacji: typ wejść analogowych oraz obsługiwane zakresy (np. 0–10 V, 0–20 mA, 4–20 mA). Często spotyka się przełączanie trybu w parametrach lub mostkowanie/ustawienia, ale zawsze decyduje specyfikacja producenta.
Kiedy w mechatronice stosuje się 4–20 mA zamiast 0–10 V?
Najczęściej wtedy, gdy liczy się odporność na zakłócenia, dłuższe przewody i diagnostyka przerwy w obwodzie. Pętla prądowa lepiej znosi spadki napięć na kablu, a wartości poniżej typowego minimum ułatwiają wykrycie awarii czujnika lub okablowania.
Jakie są typowe błędy przy podłączaniu czujnika 4–20 mA do PLC?
Najczęściej: podłączenie do wejścia napięciowego zamiast prądowego, pomylenie wejścia z wyjściem, brak wspólnej referencji/masy zgodnie z instrukcją, błędny dobór zasilania pętli oraz niewłaściwe ekranowanie przewodów. Skutkiem są niestabilne lub błędne odczyty.
Czy do 4–20 mA potrzebny jest osobny zasilacz pętli prądowej?
Zależy od typu przetwornika i wejścia PLC. Część układów wymaga zewnętrznego zasilania czujnika/pętli, a część wejść PLC może mieć wbudowane zasilanie dla przetworników. Zawsze należy to potwierdzić w dokumentacji czujnika i modułu wejściowego.
Jak sprawdzić miernikiem, czy czujnik daje sygnał 4–20 mA?
Najpewniej przez pomiar prądu włączając miernik szeregowo w pętlę (z zachowaniem bezpieczeństwa i instrukcji urządzeń). Alternatywnie można mierzyć spadek napięcia na znanym rezystorze pomiarowym i przeliczyć na prąd. Ważne jest, by nie mierzyć prądu równolegle.
Jak przygotować się do zadań o wejściach analogowych PLC na egzamin?
Ucz się rozróżniać: wejście/wyjście oraz napięcie/prąd. Przećwicz typowe standardy (0–10 V, 4–20 mA) i czytanie kart katalogowych modułów. Na egzaminie najpierw ustal, co jest źródłem sygnału (czujnik) i jaki ma typ wyjścia, a dopiero potem wybierz moduł PLC.
info

Około 56% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Źródła:

  • IEC 61131-2:2017, Programmable controllers – Part 2: Equipment requirements and tests (wymagania dla interfejsów sygnałowych PLC)
  • NAMUR NE 43, Standardization of the signal level for the failure information of digital transmitters (odniesienie do diagnostyki/poziomów w pętlach 4–20 mA)
  • Frank D. Petruzella, "Programmable Logic Controllers", rozdziały o wejściach/wyjściach analogowych i sygnałach 4–20 mA (wydanie zależne od posiadanego podręcznika)

Materiały:

  • Dokumentacja techniczna modułów wejść analogowych PLC (zakresy 0–10 V, 4–20 mA)
  • Podstawy automatyki: sygnały analogowe w pomiarach przemysłowych
  • Materiały dydaktyczne z uruchamiania i diagnostyki wejść analogowych PLC
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego