Що таке вихід 4-20 мА?
1.) Вступ
4-20 мА (міліампер) — це тип електричного струму, який зазвичай використовується для передачі аналогових сигналів у системах управління промисловими процесами та автоматизації. Це петля струму низької напруги з автономним живленням, яка може передавати сигнали на великі відстані та через середовища з електричними шумами без значного погіршення якості сигналу.
Діапазон 4–20 мА відповідає діапазону 16 міліампер, причому чотири міліампери представляють мінімальне або нульове значення сигналу, а 20 міліампер — максимальне або повне значення сигналу. Фактичне значення аналогового сигналу, що передається, кодується як позиція в цьому діапазоні, причому поточний рівень пропорційний значенню сигналу.
Вихід 4-20 мА часто використовується для передачі аналогових сигналів від датчиків та інших польових пристроїв, таких як датчики температури та перетворювачі тиску, до систем керування та моніторингу. Він також використовується для передачі сигналів між різними компонентами в системі керування, наприклад, від програмованого логічного контролера (PLC) до приводу клапана.
У промисловій автоматизації вихід 4-20 мА є широко використовуваним сигналом для передачі інформації від датчиків та інших пристроїв. Вихід 4-20 мА, також відомий як струмова петля, є надійним і надійним методом передачі даних на великі відстані, навіть у шумному середовищі. У цій публікації в блозі розглядатимуться основи вихідного струму 4-20 мА, зокрема, як він працює, а також переваги та недоліки його використання в системах промислової автоматизації.
Вихід 4-20 мА — це аналоговий сигнал, що передається за допомогою постійного струму 4-20 міліампер (мА). Його часто використовують для передачі інформації про вимірювання фізичної величини, такої як тиск, температура або швидкість потоку. Наприклад, датчик температури може передавати сигнал 4-20 мА, пропорційний температурі, яку він вимірює.
Однією з головних переваг використання виходу 4-20 мА є те, що це універсальний стандарт у промисловій автоматизації. Це означає, що широкий спектр пристроїв, таких як датчики, контролери та виконавчі механізми, розроблено для сумісності з сигналами 4–20 мА. Це полегшує інтеграцію нових пристроїв у існуючу систему, якщо вони підтримують вихід 4-20 мА.
2.）Як працює вихід 4-20 мА?
Вихід 4-20 мА передається за допомогою струмової петлі, яка складається з передавача та приймача. Передавач, як правило, датчик або інший пристрій, що вимірює фізичну величину, генерує сигнал 4–20 мА та надсилає його на приймач. Приймач, як правило, контролер або інший пристрій, відповідальний за обробку сигналу, приймає сигнал 4-20 мА та інтерпретує інформацію, яку він містить.
Щоб сигнал 4-20 мА передавався точно, важливо підтримувати постійний струм через петлю. Це досягається за допомогою струмообмежувального резистора в передавачі, який обмежує величину струму, який може протікати по ланцюгу. Опір струмообмежувального резистора вибирається так, щоб дозволити бажаному діапазону 4-20 мА проходити через петлю.
Однією з ключових переваг використання струмової петлі є те, що вона дозволяє передавати сигнал 4-20 мА на великі відстані без погіршення сигналу. Це тому, що сигнал передається як струм, а не напруга, що є менш чутливим до перешкод і шуму. Крім того, контури струму можуть передавати сигнал 4-20 мА через кручені пари або коаксіальні кабелі, зменшуючи ризик погіршення сигналу.
3.） Переваги використання виходу 4-20 мА
Є кілька переваг використання виходу 4-20 мА в системах промислової автоматизації. Деякі з ключових переваг включають:
Передача сигналу на великі відстані:Вихід 4-20 мА може передавати сигнали на великі відстані без погіршення сигналу. Він ідеально підходить для застосувань, де передавач і приймач знаходяться далеко один від одного, наприклад, на великих промислових підприємствах або морських нафтових платформах.
A: Висока шумозахищеність:Струмові петлі мають високу стійкість до шумів і перешкод, що робить їх ідеальними для використання в шумному середовищі. Це особливо важливо в промислових умовах, де електричний шум від двигунів та іншого обладнання може спричинити проблеми з передачею сигналу.
B: Сумісність із широким спектром пристроїв:Оскільки вихід 4-20 мА є універсальним стандартом у промисловій автоматизації, він сумісний з багатьма пристроями. Це полегшує інтеграцію нових пристроїв у існуючу систему, якщо вони підтримують вихід 4-20 мА.
4.) Недоліки використання виходу 4-20 мА
Хоча вихід 4-20 мА має багато переваг, є також деякі недоліки його використання в системах промислової автоматизації. До них належать:
A: Обмежена роздільна здатність:Вихід 4-20 мА — це аналоговий сигнал, що передається з використанням постійного діапазону значень. Однак роздільна здатність сигналу обмежена діапазоном 4-20 мА, що становить лише 16 мА. Цього може бути недостатньо для програм, які вимагають високого ступеня точності або чутливості.
B: Залежність від джерела живлення:Щоб сигнал 4-20 мА передавався точно, важливо підтримувати постійний струм через петлю. Для цього потрібен джерело живлення, що може спричинити додаткові витрати та ускладнити систему. Крім того, джерело живлення може вийти з ладу або вийти з ладу, що може вплинути на передачу сигналу 4-20 мА.
5.) Висновок
Вихід 4-20 мА є широко використовуваним типом сигналу в системах промислової автоматизації. Він передається за допомогою постійного струму 4-20 мА та приймається за допомогою струмової петлі, що складається з передавача та приймача. Вихід 4-20 мА має ряд переваг, включаючи передачу сигналу на великі відстані, високу перешкодостійкість і сумісність із широким спектром пристроїв. Однак він також має деякі недоліки, включаючи обмежену роздільну здатність і залежність від джерела живлення. Загалом, вихід 4-20 мА є надійним і надійним методом передачі даних у системах промислової автоматизації.
Яка різниця між вихідним сигналом 4-20 мА, 0-10 В, 0-5 В і I2C?
4-20 мА, 0-10 В і 0-5 В – це аналогові сигнали, які зазвичай використовуються в промисловій автоматизації та інших додатках. Вони використовуються для передачі інформації про вимірювання фізичної величини, такої як тиск, температура або швидкість потоку.
Основна відмінність цих типів сигналів полягає в діапазоні значень, які вони можуть передавати. Сигнали 4-20 мА передаються за допомогою постійного струму 4-20 міліампер, сигнали 0-10 В передаються за допомогою напруги в діапазоні від 0 до 10 вольт, а сигнали 0-5 В передаються за допомогою напруги в діапазоні від 0 до 5 вольт.
I2C (Inter-Integrated Circuit) — це цифровий протокол зв’язку, який використовується для передачі даних між пристроями. Він зазвичай використовується у вбудованих системах та інших програмах, де багатьом пристроям потрібно спілкуватися один з одним. На відміну від аналогових сигналів, які передають інформацію як безперервний діапазон значень, I2C використовує серію цифрових імпульсів для передачі даних.
Кожен із цих типів сигналів має власний набір переваг і недоліків, і найкращий вибір залежатиме від конкретних вимог програми. Наприклад, сигнали 4-20 мА часто є кращими для передачі сигналу на великі відстані та високої завадостійкості, тоді як сигнали 0-10 В і 0-5 В можуть запропонувати вищу роздільну здатність і кращу точність. I2C зазвичай використовується для зв’язку на короткій відстані між невеликою кількістю пристроїв.
1. Діапазон значень:Сигнали 4-20 мА передають струм в діапазоні від 4 до 20 міліампер, сигнали 0-10 В передають напругу в діапазоні від 0 до 10 вольт, а сигнали 0-5 В передають напругу в діапазоні від 0 до 5 вольт. I2C — це цифровий протокол зв’язку, який не передає безперервні значення.
2. Передача сигналу:Сигнали 4-20 мА і 0-10 В передаються за допомогою струмової петлі або напруги відповідно. Сигнали 0-5 В також передаються за допомогою напруги. I2C передається за допомогою серії цифрових імпульсів.
3. Сумісність:Сигнали 4-20 мА, 0-10 В і 0-5 В зазвичай сумісні з багатьма пристроями, оскільки вони широко використовуються в промисловій автоматизації та інших додатках. I2C в основному використовується у вбудованих системах та інших програмах, де багатьом пристроям потрібно спілкуватися один з одним.
4. Роздільна здатність:Сигнали 4-20 мА мають обмежену роздільну здатність через обмежений діапазон значень, які вони можуть передати (лише 16 мА). Сигнали 0-10 В і 0-5 В можуть забезпечувати вищу роздільну здатність і кращу точність, залежно від конкретних вимог програми. I2C є цифровим протоколом і не має роздільної здатності, як аналогові сигнали.
5. Завадостійкість:Сигнали 4-20 мА дуже стійкі до шумів і перешкод завдяки використанню для передачі сигналу струмової петлі. Сигнали 0-10 В і 0-5 В можуть бути більш чутливими до шуму, залежно від конкретної реалізації. I2C, як правило, стійкий до шуму, оскільки використовує цифрові імпульси для передачі сигналу.
Який із них найчастіше використовується?
Який з них є найкращим вихідним варіантом для передавача температури та вологості?
Важко сказати, який варіант виходу є найбільш використовуваним для передавачів температури та вологості, оскільки це залежить від конкретного застосування системи та вимог. Проте 4-20 мА та 0-10 В широко використовуються для передачі вимірювань температури та вологості в промисловій автоматизації та інших додатках.
4-20 мА є популярним вибором для передавачів температури та вологості завдяки своїй надійності та можливостям передачі на великі відстані. Він також стійкий до шуму та перешкод, що робить його придатним для використання в шумному середовищі.
0-10 В є ще одним широко використовуваним варіантом для передавачів температури та вологості. Він пропонує вищу роздільну здатність і кращу точність, ніж 4-20 мА, що може бути важливим у програмах, які вимагають високої точності.
Зрештою, найкращий варіант вихідного сигналу для передавача температури та вологості залежатиме від конкретних вимог програми. Фактори щодо відстані між передавачем і приймачем, необхідного рівня точності та роздільної здатності та робочого середовища (наприклад, наявність шуму та перешкод).
Яке основне застосування вихідного струму 4-20 мА?
Вихід 4-20 мА широко використовується в промисловій автоматизації та інших додатках завдяки своїй надійності та можливостям передачі на великі відстані. Серед поширених застосувань вихідного струму 4-20 мА:
1. Контроль процесу:4-20 мА часто використовується для передачі змінних процесу, таких як температура, тиск і швидкість потоку, від датчиків до контролерів у системах керування процесом.
2. Промислове обладнання:4-20 мА зазвичай використовується для передачі даних вимірювань від промислових приладів, таких як витратоміри та датчики рівня, до контролерів або дисплеїв.
3. Автоматизація будівель:4-20 мА використовується в системах автоматизації будівель для передачі інформації про температуру, вологість та інші умови навколишнього середовища від датчиків до контролерів.
4. Виробництво електроенергії:4-20 мА використовується на електростанціях для передачі даних вимірювань від датчиків і приладів до контролерів і дисплеїв.
5. Нафта і газ:4-20 мА зазвичай використовується в нафтовій і газовій промисловості для передачі даних вимірювань від датчиків і приладів на морських платформах і трубопроводах.
6. Очищення води та стічних вод:4-20 мА використовується на водоочисних спорудах для передачі даних вимірювань від датчиків і приладів до контролерів і дисплеїв.
7. Їжа та напої:4-20 мА використовується в харчовій промисловості та виробництві напоїв для передачі даних вимірювань від датчиків і приладів до контролерів і дисплеїв.
8. Автомобільний:4-20 мА використовується в автомобільній промисловості для передачі даних вимірювань від датчиків і приладів до контролерів і дисплеїв.
Вам цікаво дізнатися більше про наш датчик температури та вологості 4-20? Зв'яжіться з нами електронною поштоюka@hengko.comщоб отримати відповіді на всі ваші запитання та отримати більше інформації про наш продукт. Ми тут, щоб допомогти вам прийняти найкраще рішення для ваших потреб. Не зволікайте, зв’яжіться з нами – ми з нетерпінням чекаємо на вашу думку!
Час публікації: 04 січня 2023 р
