Nima uchun 4-20mA?

4-20mA nima?

4-20mA DC (1-5V DC) signal standarti Xalqaro elektrotexnika komissiyasi (IEC) tomonidan belgilanadi va jarayonni boshqarish tizimlarida analog signallar uchun ishlatiladi.

Umuman olganda, asboblar va hisoblagichlar uchun signal oqimi 4-20mA ga o'rnatiladi, 4mA minimal oqimni va 20mA maksimal oqimni ifodalaydi.

Nima uchun joriy chiqish?

Sanoat sharoitida kuchlanish signallari yordamida uzoq masofalarga signallarni shartlash va uzatish uchun signal kuchaytirgichidan foydalanish bir nechta muammolarga olib kelishi mumkin. Birinchidan, kabellar orqali uzatiladigan kuchlanish signallari shovqin shovqinlariga sezgir bo'lishi mumkin. Ikkinchidan, elektr uzatish liniyalarining taqsimlangan qarshiligi kuchlanishning pasayishiga olib kelishi mumkin. Uchinchidan, daladagi signal kuchaytirgichni quvvat bilan ta'minlash qiyin bo'lishi mumkin.

Ushbu muammolarni hal qilish va shovqin ta'sirini kamaytirish uchun oqim signallarni uzatish uchun ishlatiladi, chunki u shovqinga nisbatan kamroq sezgir. 4-20mA oqim halqasi nol signalni ifodalash uchun 4mA va to'liq miqyosli signalni ifodalash uchun 20mA dan foydalanadi, 4mA dan past va 20mA dan yuqori signallar turli xil nosozlik signallari uchun ishlatiladi.

Nima uchun biz 4-20mA DC (1-5V DC) dan foydalanamiz?

Dala asboblari ikkita simli tizimni amalga oshirishi mumkin, bu erda quvvat manbai va yuk umumiy nuqta bilan ketma-ket ulanadi va signal aloqasi va dala uzatgichi va nazorat xonasi asbobi o'rtasida elektr ta'minoti uchun faqat ikkita sim ishlatiladi. 4mA doimiy signalni ishga tushirish oqimi sifatida ishlatish transmitterning statik ish oqimini ta'minlaydi va mexanik nol nuqtasiga to'g'ri kelmaydigan 4mA DC elektr nol nuqtasini o'rnatish quvvat yo'qolishi va kabelning uzilishi kabi nosozliklarni aniqlash imkonini beradi. . Bundan tashqari, ikki simli tizim portlashdan himoya qilishga yordam beradigan xavfsizlik to'siqlarini ishlatish uchun javob beradi.

Boshqaruv xonasi asboblari kuchlanish-parallel signal uzatilishidan foydalanadi, bu erda bir xil boshqaruv tizimiga tegishli asboblar umumiy terminalga ega bo'lib, asboblarni sinash, sozlash, kompyuter interfeyslari va signalizatsiya qurilmalari uchun qulaydir.

Dala asboblari va boshqaruv xonasi asboblari o'rtasidagi signal aloqasi uchun 4-20mA DC foydalanishning sababi shundaki, maydon va boshqaruv xonasi o'rtasidagi masofa sezilarli bo'lishi mumkin, bu esa kabelning yuqori qarshiligiga olib keladi. Uzoq masofalarga kuchlanish signallarini uzatish kabelning qarshiligi va qabul qiluvchi asbobning kirish qarshiligidan kelib chiqqan kuchlanishning pasayishi tufayli sezilarli xatolarga olib kelishi mumkin. Masofaviy uzatish uchun doimiy oqim manbai signalidan foydalanish simi uzunligidan qat'i nazar, pastadirdagi oqimning o'zgarmasligini ta'minlaydi va uzatish aniqligini kafolatlaydi.

Boshqaruv xonasi asboblari o'rtasida o'zaro bog'lanish uchun 1-5V DC signalidan foydalanishning sababi bir xil signalni qabul qiladigan bir nechta asboblarni osonlashtirish va turli xil murakkab boshqaruv tizimlarini o'tkazish va shakllantirishda yordam berishdir. O'zaro ulanish signali sifatida oqim manbai ishlatilsa, bir vaqtning o'zida bir nechta asboblar bir xil signalni qabul qilganda, ularning kirish qarshiliklari ketma-ket ulanishi kerak. Bu uzatish moslamasining yuk hajmidan oshib ketadi va qabul qiluvchi asboblarning signal tuproq potentsiallari boshqacha bo'lib, shovqinlarni keltirib chiqaradi va markazlashtirilgan elektr ta'minotini oldini oladi.

O'zaro ulanish uchun kuchlanish manbai signalidan foydalanish dala asboblari bilan aloqa qilish uchun ishlatiladigan oqim signalini kuchlanish signaliga aylantirishni talab qiladi. Eng oddiy usul - 4-20 mA doimiy tokni 1-5 V DC ga aylantirib, oqim uzatish pallasida standart 250 ohm rezistorni ketma-ket ulash. Odatda, bu vazifa transmitter tomonidan amalga oshiriladi.

Ushbu diagramma 4-20 mA oqim signalini 1-5 V kuchlanish signaliga aylantirish uchun 250 ohm qarshilikdan foydalanadi va keyin u RC filtri va mikrokontrollerning AD konvertatsiya piniga ulangan diyotdan foydalanadi.

"Bu erda 4-20 mA oqim signalini kuchlanish signaliga aylantirish uchun oddiy sxema ilova qilingan:

Nima uchun transmitter uzatish uchun 4-20mA shahar signalidan foydalanish uchun tanlangan?

1. Xavfli muhitlar uchun xavfsizlik choralari: Xavfli muhitda xavfsizlik, ayniqsa portlashdan himoyalangan asboblar uchun asbobning ishlashini ta'minlash uchun zarur bo'lgan statik va dinamik quvvat sarfini minimallashtirishni talab qiladi. 4-20mA DC standart signalini chiqaradigan transmitterlar odatda 24V doimiy quvvat manbaidan foydalanadilar. To'g'ridan-to'g'ri kuchlanishdan foydalanish, asosan, katta kondansatör va induktorlarga bo'lgan ehtiyojni bartaraf qiladi va uzatuvchi va boshqaruv xonasi asbobi o'rtasidagi ulash simlarining taqsimlangan sig'imi va indüktansına e'tibor qaratadi, bu vodorod gazining ateşleme oqimidan ancha past.

2. Oqim manbasini uzatish kuchlanish manbaiga nisbatan afzalroq: maydon va boshqaruv xonasi o'rtasidagi masofa sezilarli bo'lgan hollarda, uzatish uchun kuchlanish manbai signallaridan foydalanish kabelning qarshiligi va kirish natijasida yuzaga keladigan kuchlanish pasayishi tufayli sezilarli xatolarga olib kelishi mumkin. qabul qiluvchi asbobning qarshiligi. Masofaviy uzatish uchun joriy manba signalidan foydalanish simi uzunligidan qat'i nazar, pastadirdagi oqim doimiy bo'lishini ta'minlaydi va shu bilan uzatishning aniqligini ta'minlaydi.

3. Maksimal oqim sifatida 20mA ni tanlash: 20mA maksimal oqimni tanlash xavfsizlik, amaliylik, quvvat iste'moli va xarajatlarni hisobga olgan holda amalga oshiriladi. Portlashdan himoyalangan asboblar faqat past kuchlanish va past oqimdan foydalanishi mumkin. 4-20 mA oqim va 24 V doimiy yonuvchan gazlar mavjud bo'lganda foydalanish uchun xavfsizdir. 24V DC bilan vodorod gazi uchun ateşleme oqimi 200mA, 20mA dan sezilarli darajada yuqori. Bundan tashqari, ishlab chiqarish maydonchasi asboblari orasidagi masofa, yuk, quvvat sarfi, elektron komponentlar talablari va elektr ta'minoti talablari kabi omillar hisobga olinadi.

4. Boshlanish oqimi sifatida 4mA ni tanlash: 4-20mA chiqaradigan transmitterlarning aksariyati ikki simli tizimda ishlaydi, bu erda quvvat manbai va yuk umumiy nuqta bilan ketma-ket ulanadi va signal aloqasi uchun faqat ikkita sim ishlatiladi. va dala uzatgichi va boshqaruv xonasi asbobi o'rtasidagi quvvat manbai. Transmitter pallasining ishlashi uchun 4mA boshlang'ich oqimini tanlash juda muhimdir. Mexanik nol nuqtasiga to'g'ri kelmaydigan 4mA boshlang'ich oqimi, quvvatni yo'qotish va kabelning uzilishi kabi nosozliklarni aniqlashga yordam beradigan "faol nol nuqtasi" ni ta'minlaydi.

4-20mA signallardan foydalanish minimal shovqin, xavfsizlik va ishonchlilikni ta'minlaydi, bu uni sanoat ilovalarida keng tarqalgan standartga aylantiradi. Shu bilan birga, 3.33mV/V, 2mV/V, 0-5V va 0-10V kabi boshqa chiqish signal formatlari ham sensor signallarini yaxshiroq boshqarish va turli boshqaruv tizimlarini qoʻllab-quvvatlash uchun ishlatiladi.