Koliko daleko se može prenijeti signal od 4-20 mA?
Na ovo pitanje nije lako dati odgovor, ako zanemarimo sve ostale čimbenike koji utječu, možemo procijeniti
za normalne uvjete, može ići oko 200-500m. Hajdemo saznati neke osnovne informacije o 4-20mA.
1. Što je signal 4-20mA?
Signal 4-20mA standardni je protokol koji se koristi u mnogim industrijama. To je metoda prijenosa podataka analognog signala u dvožilnoj strujnoj petlji, koja pruža pouzdan način komunikacije između uređaja. Vrijednosti od 4-20 mA obično predstavljaju 0 do 100% raspona mjerenja.
2. Prednosti signala 4-20mA
Zašto industrije radije koriste signale 4-20mA? Kao prvo, manje su osjetljivi na šum u usporedbi s naponskim signalima. To omogućuje prijenos na veće udaljenosti bez ugrožavanja integriteta signala. Nadalje, "živa nula" na 4mA omogućuje otkrivanje greške.
3. Kako se prenosi signal od 4-20 mA?
Signal od 4-20 mA prenosi se kroz dvožičnu strujnu petlju gdje je jedna žica napon napajanja, a druga povratni put do izvora. Promjenjiva struja unutar petlje predstavlja signalne podatke.
4. Ali morate uzeti u obzir neke čimbenike:
Ometani element:
①Pobudni napon；
②Minimalni radni napon koji dopušta odašiljač；
③Veličina otpornika za preuzimanje napona koji uređaj na ploči koristi za prikupljanje struje；
④Veličina otpora žice.
Može jednostavno izračunati teoretsku udaljenost prijenosa strujnog signala od 4-20 mA.
Kroz ove četiri povezane veličine. Među njima, Uo je napon napajanja odašiljača,
te se mora osigurati da je Uo ≥ Umin pri punom opterećenju (struja I=20mA). Naime: Koristite-I.(RL+2r)≥ Umin.
Obično treba mjeriti razne neelektrične fizičke veličine kao što su temperatura, tlak,
stopa, kut i tako dalje u industriji. Sve ih treba pretvoriti u analogneelektrični
signal koji prenosi na uređaj za upravljanje ili prikaz udaljen nekoliko stotina metara. Ovaj uređaj pretvara
fizičku veličinu u električni signal koji se naziva odašiljač. Prijenos analogne veličine putem
Struja od 4-20 mA najčešća je metoda u industriji. Jedan od razloga za prihvaćanje trenutnog signala
je da nije lako ometati i beskonačni unutarnji otpor izvora struje.
Otpor žice u nizu u petlji ne utječe na točnost i može prenijeti stotine
metara na običnoj upletenoj palici.
4-20 mAnaziva se minimalna struja kao 4mA, a maksimalna struja je 20mA. Na temelju zahtjeva za zaštitu od eksplozije,
ograničenje je 20mA. Previše energije iskre može zapaliti zapaljivi i eksplozivni plin, tako da je struja od 20 mA najprikladnija.
Otkrijte prekinute žice, a minimalna vrijednost je 4mA umjesto 0mA. Kada je prijenosni kabel prekinut zbog kvara,
struja petlje pada na 0. Obično uzimamo 2mA kao vrijednost alarma za odspajanje. Drugi razlog je taj što 4-20mA koristi a
dvožilni sustav. To jest, dvije žice su signalne i naponske žice istovremeno, a 4mA se koristi za osiguravanje statičke radne struje kruga do senzora.
Koliko daleko se može prenijeti signal od 4-20 mA?
Ometani element:
①U vezi s pobudnim naponom；
②U vezi s minimalnim radnim naponom koji dopušta odašiljač；
③Povezano s veličinom otpornika za preuzimanje napona koji uređaj na ploči koristi za prikupljanje struje；
④U vezi s veličinom otpora žice.
Može jednostavno izračunati teoretsku udaljenost prijenosa strujnog signala od 4-20 mA.
Kroz ove četiri povezane veličine. Među njima, Uo je napon napajanja odašiljača,
te se mora osigurati Uo≥Umin pri punom opterećenju (struja I=20mA). Naime: Koristite-I.(RL+2r)≥Umin.
Prema ovoj formuli, veliki otpor žice može se izračunati kada je odašiljač na niskom radnom naponu.
Hipoteza：poznato：Ue=24V，I=20mA，RL=250Ω，Umin=12V。Nađite maksimalnu vrijednost r kao 175Ω：
I onda, prema formuli za izračun otpora žice:
Među njima:
ρ——otpornost (otpornost bronce=0,017, otpornost aluminija=0,029)
L——duljina kabela (jedinica: M)
S——Linija poprečnog presjeka (Jedinica: kvadratni milimetar)
Napomena: Vrijednost otpora proporcionalna je duljini i obrnuto proporcionalna površini poprečnog presjeka.
Što je žica duža, to je otpor veći; što je žica deblja, otpor je manji.
Uzmimo bakrenu žicu kao primjer, ρ= 0,017 Ω·mm2/m, odnosno: otpor bakrene žice
s površinom poprečnog presjeka od 1mm2 i duljinom od 1m iznosi 0,017Ω. Zatim duljina žice od
175Ω koji odgovara 1mm2 je 175/0,017=10294 (m). U teoriji, prijenos signala 4-20mA
može doseći desetke tisuća metara (ovisno o čimbenicima kao što su različita pobuda
naponi i najniži radni napon predajnika).
HENGKO ima više od 10 godina OEM/ODM prilagođenog iskustva i profesionalnosti
mogućnosti suradničkog dizajna/potpomognutog dizajna. Nudimo 4-20mA i RS485 izlaz
plinski senzor/alarm/modul/elementi. 4-20mA i RS485 izlazna temperatura i vlažnost
senzor/odašiljač/sonda su također dostupni.HENGKO je posebno dizajniran za kupce
zadovoljiti zahtjevne zahtjeve mjerenja industrijskih procesa i kontrole okoliša.
Zašto se 4 do 20 ma koristi za prijenos signala u instrumentaciji?
Detalje možete provjeriti u sljedećem videu.
Zaključak
Signal 4-20 mA s razlogom je industrijski standard. Njegova sposobnost prijenosa na velike udaljenosti bez gubitka točnosti ključna je prednost. Iako nema konačnog odgovora na pitanje "koliko daleko" jer to uvelike ovisi o čimbenicima kao što su otpor žice, šum signala, napajanje i otpor opterećenja, s odgovarajućim mjerama može pouzdano pokriti znatne udaljenosti. Kroz njegovu praktičnu primjenu u industriji i tehnologiji senzora, vidimo vrijednost i važnost signala 4-20mA u našem međusobno povezanom svijetu.
FAQ
1. Koja je važnost "nulte nule" na 4 mA u signalu 4-20 mA?
"Životna nula" na 4 mA omogućuje otkrivanje greške. Ako signal padne ispod 4mA, to ukazuje na kvar, kao što je prekid u petlji ili kvar uređaja.
2. Zašto je signal od 4-20 mA manje osjetljiv na šum?
Na strujne signale manje utječu promjene otpora i električni šum. Zbog toga su poželjni za prijenos na velike udaljenosti iu okolišima s električnim šumom.
3. Kakvu ulogu ima otpor opterećenja u prijenosu signala 4-20 mA?
Otpor opterećenja treba odgovarati opskrbi strujom. Ako je otpor opterećenja previsok, napajanje možda neće moći pokrenuti struju petlje, ograničavajući udaljenost prijenosa.
4. Može li se bežično prenijeti signal od 4-20 mA?
Da, uz korištenje odašiljača i prijamnika posebno dizajniranih za ovu svrhu, signali od 4-20 mA mogu se bežično prenositi.
5. Je li moguće produljiti udaljenost prijenosa signala od 4-20 mA?
Da, korištenjem odgovarajućeg ožičenja, smanjenjem buke, osiguravanjem dovoljnog napajanja i balansiranjem otpora opterećenja, udaljenost prijenosa može se produžiti.
Ako ste zaintrigirani potencijalom signala od 4-20 mA i želite implementirati ili optimizirati takve sustave u svojoj industriji,
ne oklijevajte poduzeti sljedeći korak. Za više informacija, podršku ili savjetovanje obratite se stručnjacima.
Kontaktirajte HENGKO sada naka@hengko.comi zajedno postignemo optimalne udaljenosti prijenosa.
Vrijeme objave: 28. studenoga 2020
