Zergatik 4-20mA?

Zer da 4-20mA?

4-20mA DC (1-5V DC) seinale estandarra Nazioarteko Batzorde Elektroteknikoak (IEC) definitzen du eta seinale analogikoetarako erabiltzen da prozesuen kontrol sistemetan.

Oro har, tresnen eta kontagailuen seinale-korrontea 4-20mA-n ezartzen da, 4mA korronte minimoa eta 20mA korronte maximoa.

Zergatik da korrontearen irteera?

Industria ezarpenetan, seinale-anplifikadore bat erabiltzeak seinaleak tentsio-seinaleak erabiliz distantzia luzeetan baldintzatzeko eta transmititzeko hainbat arazo sor ditzake.Lehenik eta behin, kableen bidez transmititzen diren tentsio-seinaleak zarata-interferentziak jasan ditzakete.Bigarrenik, transmisio-lineen erresistentzia banatuak tentsio jaitsierak eragin ditzake.Hirugarrenik, eremuan seinale-anplifikadoreari potentzia ematea erronka izan daiteke.

Arazo horiei aurre egiteko eta zarataren eragina minimizatzeko, korrontea erabiltzen da seinaleak transmititzeko, zaratarekiko sentikorra ez delako.4-20mAko korronte begiztak 4mA erabiltzen ditu zero seinalea adierazteko eta 20mA eskala osoko seinalea adierazteko, 4mA azpitik eta 20mAtik gorako seinaleekin hainbat akatsen alarmatarako erabiltzen.

Zergatik erabiltzen dugu 4-20mA DC (1-5V DC)?

Eremu-tresnek bi hari-sistema ezar dezakete, non elikadura-hornidura eta karga puntu komun batekin seriean konektatzen diren, eta bi hari bakarrik erabiltzen dira eremu-transmisorearen eta kontrol-gelako tresnaren arteko seinale-komunikaziorako eta elikadura-hornidurarako.Hasierako korronte gisa 4mA DC seinalea erabiltzeak funtzionamendu-korronte estatikoa ematen dio transmisoreari, eta zero puntu elektrikoa 4mA DC-n ezarriz, zero puntu mekanikoarekin bat ez datorrena, akatsak hautemateko aukera ematen du, hala nola potentzia-galera eta kable-hausturak. .Gainera, bi hari sistema egokia da segurtasun-hesiak erabiltzeko, eztanda babesteko laguntzarekin.

Kontrol-gelako tresnek tentsio-paralelo-seinalearen transmisioa erabiltzen dute, non kontrol-sistema bereko tresnek terminal komun bat partekatzen duten, tresna probak, doikuntzak, ordenagailu-interfazeak eta alarma-gailuak egiteko erosoa izanik.

Eremuko tresnen eta kontrol-gelako tresnen arteko seinale-komunikaziorako 4-20mA DC erabiltzearen arrazoia eremuaren eta kontrol-gelaren arteko distantzia nabarmena izan daitekeela da, kableen erresistentzia handiagoa dakar.Distantzia luzeetan tentsio-seinaleak igortzeak errore handiak sor ditzake kablearen erresistentziaren eta hartzailearen sarrerako erresistentziaren ondoriozko tentsio jaitsieraren ondorioz.Urruneko transmisiorako korronte iturri konstanteko seinalea erabiltzeak begiztaren korrontea aldatu gabe mantentzen dela bermatzen du kablearen luzera edozein dela ere, transmisioaren zehaztasuna bermatuz.

Kontrol-gelako tresnen arteko interkonexiorako 1-5V DC seinalea erabiltzearen arrazoia hainbat tresnak seinale bera jasotzen erraztea eta hainbat kontrol-sistema konplexu kableatzen eta eratzen laguntzea da.Interkonexio-seinale gisa korronte iturri bat erabiltzen bada, hainbat tresnak seinale bera aldi berean jasotzen dutenean, haien sarrerako erresistentziak seriean konektatu behar dira.Honek igorle-tresnaren karga-ahalmena gaindituko luke, eta tresna hartzailearen seinale-lurraren potentzialak desberdinak izango lirateke, interferentziak sartuz eta elikadura-hornidura zentralizatua saihestuz.

Interkonexiorako tentsio-iturriaren seinalea erabiltzeak eremuko tresnekin komunikatzeko erabiltzen den korronte-seinalea tentsio-seinale batean bihurtzea eskatzen du.Metodo errazena 250 ohm-ko erresistentzia estandarra seriean konektatzea da egungo transmisio-zirkuituan, 4-20mA DC 1-5V DC bihurtzea.Normalean, zeregin hori transmisore batek betetzen du.

Diagrama honek 250 ohm-ko erresistentzia erabiltzen du 4-20mA-ko korronte-seinalea 1-5V-ko tentsio-seinale bihurtzeko, eta, ondoren, RC iragazkia eta mikrokontrolagailuaren AD bihurtze-pinera konektatutako diodo bat erabiltzen ditu.

"Hona erantsita 4-20mA-ko korronte-seinalea tentsio-seinale bihurtzeko zirkuitu-diagrama sinple bat:

Zergatik hautatzen da transmisorea transmisiorako 4-20mA DC seinalea erabiltzeko?

1. Ingurune arriskutsuetarako segurtasun-gogoetak: ingurune arriskutsuetako segurtasunak, batez ere leherketa-kontrako tresnen kasuan, tresnak funtzionatzen jarraitzeko beharrezkoa den energia-kontsumo estatiko eta dinamikoa gutxitzea eskatzen du.4-20mA DC seinale estandarra ateratzen duten transmisoreek normalean 24V DC hornidura erabiltzen dute.DC tentsioaren erabilera, batez ere, kondentsadore eta induktore handien beharra ezabatzen duelako da eta transmisorearen eta kontrol-gelako tresnaren arteko konexio-hariak banatutako kapazitantzian eta induktantzian zentratzen da, hau da, hidrogeno gasaren pizte-korrontea baino askoz txikiagoa da.

2. Korronte iturriaren transmisioa hobesten da tentsio iturriaren gainetik: eremuaren eta kontrol-gelaren arteko distantzia handia den kasuetan, transmisiorako tentsio-iturriaren seinaleak erabiltzeak akats handiak sor ditzake kablearen erresistentziaren eta sarreraren tentsio jaitsieraren ondorioz. tresna hartzailearen erresistentzia.Urruneko transmisiorako korronte iturriko seinalea erabiltzeak begiztaren korrontea konstante mantentzen dela bermatzen du, kablearen luzera edozein dela ere, eta, horrela, transmisioaren zehaztasuna mantenduz.

3. 20mA-ren aukeraketa gehienezko korronte gisa: 20mA-ko gehienezko korrontearen aukeraketa segurtasuna, praktikotasuna, energia-kontsumoa eta kostua kontuan hartzen ditu.Leherketa-frogako tresnek tentsio baxua eta korronte baxua soilik erabil ditzakete.4-20mA-ko korrontea eta 24V DC-a seguruak dira gas sukoiak daudenean erabiltzeko.24V DC-ko hidrogeno gasaren pizte-korrontea 200mA da, 20mA baino nabarmen handiagoa.Gainera, ekoizpen guneko tresnen arteko distantzia, karga, energia-kontsumoa, osagai elektronikoen eskakizunak eta elikadura-hornidura-eskakizunak bezalako faktoreak hartzen dira kontuan.

4. Hasierako korronte gisa 4mA aukeratzea: 4-20mA ateratzen duten transmisore gehienek bi hariko sisteman funtzionatzen dute, non elikadura eta karga puntu komun batekin seriean konektatzen diren eta seinaleen komunikaziorako bi hari bakarrik erabiltzen dira. eta eremu-igorgailuaren eta kontrol-gelako tresnaren arteko elikadura-hornidura.4mA-ko abiarazte-korrontea hautatzea ezinbestekoa da transmisore-zirkuitua funtziona dezan.4mA-ko abiarazte-korronte batek, zero puntu mekanikoarekin bat ez datorrena, "zero puntu aktibo" bat eskaintzen du, eta akatsak identifikatzen laguntzen du, hala nola potentzia-galera eta kable-hausturak.

4-20mA seinaleak erabiltzeak interferentzia, segurtasuna eta fidagarritasun minimoak bermatzen ditu, eta industria-aplikazioetan oso onartutako estandarra da.Hala ere, beste irteera-seinale formatuak, hala nola 3.33mV/V, 2mV/V, 0-5V eta 0-10V, sentsore seinaleak hobeto kudeatzeko eta hainbat kontrol-sistema onartzen dituzte.