Perchè 4-20mA?

Cosa hè 4-20mA?

U standard di signale 4-20mA DC (1-5V DC) hè definitu da a Cummissione Elettrotecnica Internaziunale (IEC) è hè utilizatu per i segnali analogichi in sistemi di cuntrollu di prucessu.

In generale, u currente di signale per strumenti è metri hè stabilitu à 4-20mA, cù 4mA chì rapprisentanu a corrente minima è 20mA chì rapprisentanu a corrente massima.

Perchè hè a pruduzzione attuale?

In i paràmetri industriali, aduprendu un amplificatore di signale per cundizzioni è trasmette segnali à longu distanzi cù segnali di tensione pò purtà à parechji prublemi. Prima, i signali di tensione trasmessi nantu à i cavi ponu esse suscettibili à l'interferenza di u rumore. Siconda, a resistenza distribuita di e linee di trasmissione pò causà caduta di tensione. Terzu, furnisce u putere à l'amplificatore di signale in u campu pò esse sfida.

Per affruntà questi prublemi è minimizzà l'impattu di u rumore, u currente hè utilizatu per trasmette signalazioni perchè hè menu sensibile à u rumore. U ciclu di corrente 4-20mA usa 4mA per rapprisintà u signale zero è 20mA per rapprisintà u signale à scala completa, cù segnali sottu 4mA è sopra 20mA utilizati per diverse alarmi di difetti.

Perchè usemu 4-20mA DC (1-5V DC)?

Strumenti di campu ponu implementà un sistema di dui fili, induve l'alimentazione è a carica sò cunnessi in serie cù un puntu cumunu, è solu dui fili sò usati per a cumunicazione di signale è l'alimentazione trà u trasmettitore di campu è l'instrumentu di a sala di cuntrollu. Aduprendu un signalu 4mA DC cum'è a corrente di partenza furnisce una corrente operativa statica à u trasmettitore, è stabilisce u puntu zero elettricu à 4mA DC, chì ùn coincide micca cù u puntu zero meccanicu, permette a deteczione di difetti cum'è a perdita di energia è rotture di cable. . Inoltre, u sistema di dui fili hè adattatu per l'usu di barriere di sicurezza, aiutendu à a prutezzione di esplosioni.

Strumenti di sala di cuntrollu usanu trasmissioni di signali voltage-parallela, induve i strumenti chì appartenenu à u listessu sistema di cuntrollu sparte un terminal cumune, facendu cunvene per a prova di l'instrumentu, l'ajustamentu, l'interfaccia di l'urdinatore è i dispositi di alarme.

U mutivu di l'usu di 4-20mA DC per a cumunicazione di signale trà i strumenti di campu è i strumenti di a sala di cuntrollu hè chì a distanza trà u campu è a sala di cuntrollu pò esse significativa, chì porta à una resistenza di cable più alta. A trasmissione di segnali di tensione nantu à longu distanzi pò risultà in errori significativi per via di a caduta di tensione causata da a resistenza di u cable è a resistenza di input di l'instrumentu di ricezione. Aduprà un signalu di fonte di corrente constante per a trasmissione remota assicura chì u currente in u ciclu resta invariatu indipendentemente da a lunghezza di u cable, guarantiscenu a precisione di trasmissione.

U mutivu di utilizà un signalu 1-5V DC per l'interconnessione trà i strumenti di a sala di cuntrollu hè di facilità à parechji strumenti chì ricevenu u stessu signale è di aiutà à cablare è formate diversi sistemi di cuntrollu cumplessi. Se una fonte di corrente hè aduprata cum'è u signale di interconnessione, quandu parechji strumenti ricevenu u stessu signale simultaneamente, e so resistenze di input deve esse cunnessi in serie. Questu superà a capacità di carica di l'instrumentu trasmittente, è i putenziali di terra di u signale di i strumenti di ricezione seranu diffirenti, introducendu interferenza è impediscenu l'alimentazione centralizzata.

Aduprà un signalu di fonte di tensione per l'interconnessione richiede a cunversione di u signale attuale utilizatu per a cumunicazione cù strumenti di campu in un signalu di tensione. U metudu più simplice hè di cunnette un resistore standard di 250 ohm in serie in u circuitu di trasmissione attuale, cunvertisce 4-20mA DC à 1-5V DC. Di genere, stu compitu hè realizatu da un trasmettitore.

Stu diagramma usa una resistenza di 250 ohm per cunvertisce u signale di corrente 4-20mA in un signalu di tensione 1-5V, è dopu usa un filtru RC è un diodu cunnessu à u pin di cunversione AD di u microcontroller.

"Chì aghjustatu un schema di circuitu simplice per cunvertisce un signalu di corrente 4-20mA in un signalu di tensione:

Perchè u trasmettitore hè sceltu per utilizà un signalu 4-20mA DC per a trasmissione?

1. Cunsiderazioni di sicurità per ambienti periculosi: Sicurezza in ambienti periculosi, in particulare per strumenti a prova di esplosione, esige minimizà u cunsumu di energia statica è dinamica necessaria per mantene l'instrumentu operatu. I trasmettitori chì emettenu un signalu standard di 4-20mA DC generalmente utilizanu un alimentatore di 24V DC. L'usu di a tensione DC hè principalmente perchè elimina a necessità di grandi capacitors è induttori è si cuncentra nantu à a capacità distribuita è l'induttanza di i fili di cunnessione trà u trasmettitore è l'instrumentu di a sala di cuntrollu, chì hè assai più bassu di u currente di ignizione di gas d'idrogenu.

2. A trasmissione di a surgente currente hè preferita nantu à a fonte di tensione: In i casi induve a distanza trà u campu è a sala di cuntrollu hè considerableu, l'usu di i segnali di fonte di tensione per a trasmissione pò introduci errori significativi per via di a caduta di tensione causata da a resistenza di u cable è l'input. resistenza di u strumentu riceve. Utilizà un signalu di fonte di corrente per a trasmissione remota assicura chì u currente in u ciclu resta constantu, indipendentemente da a lunghezza di u cable, mantenendu cusì a precisione di trasmissione.

3. L'scelta di 20mA cum'è a corrente massima: L'scelta di una corrente massima di 20mA hè basatu annantu à considerazioni di sicurità, praticità, cunsumu di energia è costu. Strumenti a prova di esplosione ponu solu aduprà bassa tensione è bassa corrente. U currente 4-20mA è 24V DC sò sicuri per l'usu in presenza di gasi inflammabili. A corrente di ignizione per u gasu di l'idrogenu cù 24V DC hè 200mA, significativamente più altu di 20mA. Inoltre, fattori cum'è a distanza trà i strumenti di u situ di produzzione, a carica, u cunsumu di energia, i bisogni di i cumpunenti elettronici è i bisogni di l'alimentazione sò cunsiderati.

4. L'scelta di 4mA cum'è u currente di partenza: A maiò parte di i trasmettitori chì a pruduzzioni 4-20mA operanu in un sistema di dui fili, induve l'alimentazione è a carica sò cunnessi in serie cù un puntu cumuni, è solu dui fili sò usati per a cumunicazione di signale. è l'alimentazione elettrica trà u trasmettitore di campu è u strumentu di a sala di cuntrollu. A scelta di una corrente di partenza di 4mA hè essenziale per u circuitu di trasmettitore per operare. Un currente di partenza di 4mA, chì ùn coincide micca cù u puntu zero meccanicu, furnisce un "puntu zero attivu" chì aiuta à identificà i difetti, cum'è a perdita di energia è a rottura di cable.

L'usu di segnali 4-20mA assicura un minimu interferenza, sicurezza è affidabilità, facendu u standard largamente aduttatu in applicazioni industriali. Tuttavia, altri furmati di signali di output, cum'è 3.33mV/V, 2mV/V, 0-5V, è 0-10V, sò ancu usati per trattà megliu i segnali di sensori è sustene diversi sistemi di cuntrollu.