Niyə 4-20mA?

4-20mA nədir?

4-20mA DC (1-5V DC) siqnal standartı Beynəlxalq Elektrotexniki Komissiya (IEC) tərəfindən müəyyən edilir və prosesə nəzarət sistemlərində analoq siqnallar üçün istifadə olunur.

Ümumiyyətlə, alətlər və sayğaclar üçün siqnal cərəyanı 4-20mA-a təyin edilir, 4mA minimum cərəyanı və 20mA maksimum cərəyanı təmsil edir.

Niyə cari çıxış var?

Sənaye parametrlərində gərginlik siqnallarından istifadə edərək uzun məsafələrə siqnalları şərtləndirmək və ötürmək üçün siqnal gücləndiricisindən istifadə bir neçə problemə səbəb ola bilər. Birincisi, kabellər üzərindən ötürülən gərginlik siqnalları səs-küy müdaxiləsinə həssas ola bilər. İkincisi, ötürücü xətlərin paylanmış müqaviməti gərginliyin azalmasına səbəb ola bilər. Üçüncüsü, sahədə siqnal gücləndiricisini enerji ilə təmin etmək çətin ola bilər.

Bu problemləri həll etmək və səs-küyün təsirini minimuma endirmək üçün cərəyan siqnalları ötürmək üçün istifadə olunur, çünki səs-küyə daha az həssasdır. 4-20mA cərəyan dövrəsi sıfır siqnalı təmsil etmək üçün 4mA və tam miqyaslı siqnalı təmsil etmək üçün 20mA istifadə edir, müxtəlif nasazlıq siqnalları üçün 4mA-dan aşağı və 20mA-dan yuxarı siqnallar istifadə olunur.

Niyə 4-20mA DC (1-5V DC) istifadə edirik?

Sahə alətləri iki telli sistemi həyata keçirə bilər, burada enerji təchizatı və yük ümumi bir nöqtə ilə ardıcıl olaraq bağlanır və sahə ötürücüsü ilə idarəetmə otağının aləti arasında siqnal rabitəsi və enerji təchizatı üçün yalnız iki naqil istifadə olunur. Başlanğıc cərəyanı kimi 4mA DC siqnalından istifadə vericiyə statik iş cərəyanı verir və mexaniki sıfır nöqtəsi ilə üst-üstə düşməyən elektrik sıfır nöqtəsini 4mA DC-də təyin etmək enerji itkisi və kabel qırılması kimi nasazlıqları aşkar etməyə imkan verir. . Bundan əlavə, iki telli sistem partlayışdan qorunmağa kömək edən təhlükəsizlik maneələrindən istifadə etmək üçün uyğundur.

İdarəetmə otağının alətləri gərginlik-paralel siqnal ötürülməsindən istifadə edir, burada eyni idarəetmə sisteminə aid olan alətlər ümumi terminalı paylaşır, bu da onu alətlərin yoxlanılması, tənzimlənməsi, kompüter interfeysləri və siqnalizasiya cihazları üçün əlverişli edir.

Sahə alətləri və idarəetmə otağının alətləri arasında siqnal rabitəsi üçün 4-20mA DC istifadə edilməsinin səbəbi sahə ilə idarəetmə otağı arasındakı məsafənin əhəmiyyətli ola bilməsi və daha yüksək kabel müqavimətinə səbəb ola bilər. Gərginlik siqnallarının uzun məsafələrə ötürülməsi kabel müqaviməti və qəbuledici alətin giriş müqaviməti nəticəsində yaranan gərginlik düşməsi səbəbindən əhəmiyyətli xətalarla nəticələnə bilər. Uzaqdan ötürmə üçün sabit cərəyan mənbəyi siqnalından istifadə kabel uzunluğundan asılı olmayaraq dövrədəki cərəyanın dəyişməz qalmasını təmin edir və ötürmə dəqiqliyinə zəmanət verir.

İdarəetmə otağının alətləri arasında qarşılıqlı əlaqə üçün 1-5V DC siqnalının istifadə edilməsinin səbəbi bir çox alətin eyni siqnalı qəbul etməsini asanlaşdırmaq və müxtəlif mürəkkəb idarəetmə sistemlərinin naqil və formalaşdırılmasına kömək etməkdir. Qarşılıqlı əlaqə siqnalı kimi bir cərəyan mənbəyi istifadə edilərsə, birdən çox alət eyni siqnalı eyni vaxtda qəbul etdikdə, onların giriş müqavimətləri ardıcıl olaraq birləşdirilməlidir. Bu, ötürücü alətin yük qabiliyyətini aşacaq və qəbuledici cihazların siqnal torpaq potensialları fərqli olacaq, müdaxiləni təqdim edəcək və mərkəzləşdirilmiş enerji təchizatının qarşısını alacaq.

Qarşılıqlı əlaqə üçün gərginlik mənbəyi siqnalının istifadəsi sahə alətləri ilə əlaqə üçün istifadə olunan cari siqnalın gərginlik siqnalına çevrilməsini tələb edir. Ən sadə üsul, 4-20mA DC-ni 1-5V DC-yə çevirərək, cari ötürmə dövrəsində standart 250-ohm rezistoru ardıcıl olaraq birləşdirməkdir. Tipik olaraq, bu vəzifə bir ötürücü tərəfindən yerinə yetirilir.

Bu diaqram 4-20mA cərəyan siqnalını 1-5V gərginlik siqnalına çevirmək üçün 250-ohm rezistordan istifadə edir və sonra o, RC filtrindən və mikrokontrolörün AD çevirmə pininə qoşulmuş dioddan istifadə edir.

“Burada 4-20mA cərəyan siqnalını gərginlik siqnalına çevirmək üçün sadə dövrə diaqramı əlavə edilmişdir:

Nə üçün ötürücü ötürmə üçün 4-20mA DC siqnalından istifadə etmək üçün seçilir?

1. Təhlükəli mühitlər üçün təhlükəsizlik mülahizələri: Təhlükəli mühitlərdə təhlükəsizlik, xüsusən də partlayışa davamlı alətlər üçün alətin işləməsini saxlamaq üçün lazım olan statik və dinamik enerji istehlakının minimuma endirilməsini tələb edir. 4-20mA DC standart siqnal çıxaran ötürücülər adətən 24V DC enerji təchizatı istifadə edirlər. Düzgün cərəyan gərginliyindən istifadə əsasən ona görədir ki, o, böyük kondansatörlərə və induktorlara ehtiyacı aradan qaldırır və ötürücü ilə idarəetmə otağının aləti arasında birləşdirici naqillərin paylanmış tutumuna və induktivliyinə diqqət yetirir ki, bu da hidrogen qazının alovlanma cərəyanından xeyli aşağıdır.

2. Gərginlik mənbəyinə nisbətən cərəyan mənbəyinin ötürülməsinə üstünlük verilir: Sahə ilə idarəetmə otağı arasındakı məsafənin əhəmiyyətli olduğu hallarda, ötürülmə üçün gərginlik mənbəyi siqnallarının istifadəsi kabel müqaviməti və girişin yaratdığı gərginlik düşməsi səbəbindən əhəmiyyətli xətalara səbəb ola bilər. qəbuledici alətin müqaviməti. Uzaqdan ötürmə üçün cərəyan mənbəyi siqnalından istifadə kabel uzunluğundan asılı olmayaraq dövrədəki cərəyanın sabit qalmasını təmin edir və bununla da ötürmə dəqiqliyini qoruyur.

3. Maksimum cərəyan kimi 20mA-nın seçimi: Maksimum 20mA cərəyanının seçimi təhlükəsizlik, praktiklik, enerji istehlakı və qiymət mülahizələrinə əsaslanır. Partlayışa davamlı alətlər yalnız aşağı gərginlik və aşağı cərəyandan istifadə edə bilər. 4-20mA cərəyan və 24V DC yanan qazların mövcudluğunda istifadə üçün təhlükəsizdir. 24V DC ilə hidrogen qazı üçün alovlanma cərəyanı 200mA-dır, 20mA-dan əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir. Bundan əlavə, istehsal sahəsinin alətləri arasındakı məsafə, yük, enerji istehlakı, elektron komponent tələbləri və enerji təchizatı tələbləri kimi amillər nəzərə alınır.

4. Başlanğıc cərəyanı kimi 4mA-nın seçilməsi: 4-20mA çıxaran ötürücülərin əksəriyyəti iki naqilli sistemdə işləyir, burada enerji təchizatı və yük ardıcıl olaraq ümumi nöqtə ilə birləşdirilir və siqnal rabitəsi üçün yalnız iki naqil istifadə olunur. və sahə ötürücüsü ilə idarəetmə otağının aləti arasında enerji təchizatı. Transmitter dövrəsinin işləməsi üçün 4mA başlanğıc cərəyanının seçilməsi vacibdir. Mexanik sıfır nöqtəsi ilə üst-üstə düşməyən 4mA başlanğıc cərəyanı enerji itkisi və kabel qırılmaları kimi nasazlıqları müəyyən etməyə kömək edən “aktiv sıfır nöqtəsi” təmin edir.

4-20mA siqnalların istifadəsi minimal müdaxilə, təhlükəsizlik və etibarlılığı təmin edərək onu sənaye tətbiqlərində geniş şəkildə qəbul edilmiş standart halına gətirir. Bununla belə, sensor siqnallarını daha yaxşı idarə etmək və müxtəlif idarəetmə sistemlərini dəstəkləmək üçün 3.33mV/V, 2mV/V, 0-5V və 0-10V kimi digər çıxış siqnal formatları da istifadə olunur.