Mikä on 4-20 mA lähtö?
1.) Johdanto
4-20mA (milliampeeri) on sähkövirta, jota käytetään yleisesti analogisten signaalien lähettämiseen teollisissa prosessinohjaus- ja automaatiojärjestelmissä. Se on omatehoinen pienjännitevirtasilmukka, joka voi lähettää signaaleja pitkiä matkoja ja sähköisesti meluisissa ympäristöissä heikentämättä signaalia merkittävästi.
Alue 4-20 mA edustaa 16 milliampeerin jänneväliä, jossa neljä milliampeeria edustaa signaalin minimi- tai nollaarvoa ja 20 milliampeeria edustaa signaalin maksimi- tai täyden asteikon arvoa. Lähetettävän analogisen signaalin todellinen arvo on koodattu tämän alueen sisällä olevana asemana, jolloin nykyinen taso on verrannollinen signaalin arvoon.
4-20 mA ulostuloa käytetään usein analogisten signaalien lähettämiseen antureista ja muista kenttälaitteista, kuten lämpötila-antureista ja paineantureista, järjestelmien ohjaamiseen ja valvontaan. Sitä käytetään myös signaalien välittämiseen ohjausjärjestelmän eri komponenttien välillä, kuten ohjelmoitavalta logiikkaohjaimelta (PLC) venttiilin toimilaitteeseen.
Teollisuusautomaatiossa 4-20 mA lähtö on yleisesti käytetty signaali tiedon välittämiseen antureista ja muista laitteista. 4-20 mA ulostulo, joka tunnetaan myös nimellä virtasilmukka, on vankka ja luotettava menetelmä tiedon siirtämiseen pitkiä matkoja, jopa meluisissa ympäristöissä. Tämä blogikirjoitus tutkii 4-20 mA lähdön perusteita, mukaan lukien sen toimintaa ja sen käytön etuja ja haittoja teollisuusautomaatiojärjestelmissä.
4-20 mA lähtö on analoginen signaali, joka lähetetään 4-20 milliampeerin (mA) vakiovirralla. Sitä käytetään usein tiedon välittämiseen fyysisen suuren, kuten paineen, lämpötilan tai virtausnopeuden, mittauksesta. Esimerkiksi lämpötila-anturi voi lähettää mittaamaansa lämpötilaan verrannollisen 4-20 mA signaalin.
Yksi 4-20 mA lähdön käytön tärkeimmistä eduista on, että se on yleinen standardi teollisuusautomaatiossa. Se tarkoittaa, että laaja valikoima laitteita, kuten antureita, ohjaimia ja toimilaitteita, on suunniteltu yhteensopiviksi 4-20 mA signaalien kanssa. Se tekee uusien laitteiden integroimisesta olemassa olevaan järjestelmään helppoa, kunhan ne tukevat 4-20 mA lähtöä.
2.）Miten 4-20mA lähtö toimii?
4-20mA ulostulo välitetään virtasilmukalla, joka koostuu lähettimestä ja vastaanottimesta. Lähetin, tyypillisesti anturi tai muu fyysistä määrää mittaava laite, muodostaa 4-20mA signaalin ja lähettää sen vastaanottimeen. Vastaanotin, tyypillisesti ohjain tai muu signaalin käsittelystä vastaava laite, vastaanottaa 4-20 mA signaalin ja tulkitsee sen sisältämän tiedon.
Jotta 4-20 mA signaali välittyy tarkasti, on tärkeää ylläpitää vakiovirtaa silmukan läpi. Se saavutetaan käyttämällä lähettimessä virtaa rajoittavaa vastusta, joka rajoittaa piirin läpi kulkevan virran määrää. Virtaa rajoittavan vastuksen resistanssi valitaan siten, että silmukan läpi pääsee virtaamaan haluttu alue 4-20 mA.
Yksi virtasilmukan käytön tärkeimmistä eduista on, että se mahdollistaa 4-20 mA:n signaalin siirtämisen pitkiä matkoja ilman signaalin heikkenemistä. Tämä johtuu siitä, että signaali lähetetään virtana eikä jännitteenä, joka on vähemmän herkkä häiriöille ja kohinalle. Lisäksi virtasilmukat voivat lähettää 4-20 mA signaalin kierretyillä pareilla tai koaksiaalikaapeleilla, mikä vähentää signaalin heikkenemisriskiä.
3.） 4-20 mA ulostulon käytön edut
Teollisuusautomaatiojärjestelmissä 4-20 mA:n lähdön käyttämisessä on useita etuja. Jotkut tärkeimmistä eduista ovat:
Pitkän matkan signaalin siirto:4-20 mA:n lähtö voi lähettää signaaleja pitkiä matkoja ilman signaalin heikkenemistä. Se on ihanteellinen käytettäväksi sovelluksissa, joissa lähetin ja vastaanotin ovat kaukana toisistaan, kuten suurissa teollisuuslaitoksissa tai offshore-öljynporauslautoissa.
V: Korkea melunsieto:Virtasilmukat kestävät erittäin hyvin melua ja häiriötä, mikä tekee niistä ihanteellisia käytettäväksi meluisissa ympäristöissä. Se on erityisen tärkeä teollisuusympäristöissä, joissa moottoreiden ja muiden laitteiden sähköinen kohina voi aiheuttaa ongelmia signaalin siirrossa.
B: Yhteensopivuus useiden eri laitteiden kanssa:Koska 4-20 mA lähtö on yleinen standardi teollisuusautomaatiossa, se on yhteensopiva useiden laitteiden kanssa. Se tekee uusien laitteiden integroimisesta olemassa olevaan järjestelmään helppoa, kunhan ne tukevat 4-20 mA lähtöä.
4.) 4-20mA ulostulon käytön haitat
Vaikka 4-20 mA lähdöllä on monia etuja, sen käytöllä teollisuusautomaatiojärjestelmissä on myös joitain haittoja. Näitä ovat:
V: Rajoitettu resoluutio:4-20 mA lähtö on analoginen signaali, joka lähetetään jatkuvalla arvoalueella. Signaalin resoluutiota rajoittaa kuitenkin alue 4-20 mA, mikä on vain 16 mA. Tämä ei välttämättä riitä sovelluksiin, jotka vaativat suurta tarkkuutta tai herkkyyttä.
B: Riippuvuus virtalähteestä:Jotta 4-20 mA signaali välittyy tarkasti, on tärkeää ylläpitää vakiovirtaa silmukan läpi. Tämä vaatii virtalähteen, mikä voi olla lisäkustannuksia ja monimutkaisuutta järjestelmässä. Lisäksi virransyöttö voi katketa tai katketa, mikä voi vaikuttaa 4-20 mA signaalin lähetykseen.
5.) Johtopäätös
4-20 mA lähtö on laajalti käytetty signaalityyppi teollisuusautomaatiojärjestelmissä. Se lähetetään vakiovirralla 4-20 mA ja vastaanotetaan virtasilmukalla, joka koostuu lähettimestä ja vastaanottimesta. 4-20 mA:n lähdöllä on useita etuja, mukaan lukien pitkän matkan signaalinsiirto, korkea häiriönkestävyys ja yhteensopivuus useiden laitteiden kanssa. Sillä on kuitenkin myös joitain haittoja, kuten rajoitettu resoluutio ja riippuvuus virtalähteestä. Kaiken kaikkiaan 4-20 mA lähtö on luotettava ja vankka tapa siirtää tietoja teollisuusautomaatiojärjestelmissä.
Mitä eroa on 4-20ma, 0-10v, 0-5v ja I2C-lähdön välillä?
4-20mA, 0-10V ja 0-5V ovat kaikki analogisia signaaleja, joita käytetään yleisesti teollisuusautomaatiossa ja muissa sovelluksissa. Niitä käytetään tiedon välittämiseen fyysisen suuren, kuten paineen, lämpötilan tai virtausnopeuden, mittauksesta.
Suurin ero tämäntyyppisten signaalien välillä on arvojen alue, jonka ne voivat lähettää. 4-20mA signaalit lähetetään 4-20 milliampeerin vakiovirralla, 0-10V signaalit 0-10 voltin jännitteellä ja 0-5V signaalit 0-5 voltin jännitteellä.
I2C (Inter-Integrated Circuit) on digitaalinen viestintäprotokolla, jota käytetään tiedon siirtämiseen laitteiden välillä. Sitä käytetään yleisesti sulautetuissa järjestelmissä ja muissa sovelluksissa, joissa monien laitteiden on oltava yhteydessä toisiinsa. Toisin kuin analogiset signaalit, jotka lähettävät tiedon jatkuvana arvoalueena, I2C käyttää sarjaa digitaalisia pulsseja tiedon lähettämiseen.
Jokaisella tämän tyyppisellä signaalilla on omat etunsa ja haittansa, ja paras valinta riippuu sovelluksen erityisvaatimuksista. Esimerkiksi 4-20 mA signaalit ovat usein suositeltavia pitkän matkan signaalin siirtoon ja korkean kohinansietokykyyn, kun taas 0-10 V ja 0-5 V signaalit voivat tarjota paremman resoluution ja tarkkuuden. I2C:tä käytetään yleensä lyhyen matkan tiedonsiirtoon muutaman laitteen välillä.
1. Arvoalue:4-20mA signaalit lähettävät 4-20 milliampeerin virran, 0-10V signaalit 0-10 voltin jännitteen ja 0-5V signaalit 0-5 voltin jännitteen. I2C on digitaalinen viestintäprotokolla, eikä se lähetä jatkuvia arvoja.
2. Signaalin siirto:4-20mA ja 0-10V signaalit lähetetään vastaavasti virtasilmukalla tai jännitteellä. 0-5V signaalit lähetetään myös jännitteen avulla. I2C lähetetään käyttämällä sarjaa digitaalisia pulsseja.
3. Yhteensopivuus:4-20mA, 0-10V ja 0-5V signaalit ovat tyypillisesti yhteensopivia monien laitteiden kanssa, koska niitä käytetään laajalti teollisuusautomaatiossa ja muissa sovelluksissa. I2C:tä käytetään ensisijaisesti sulautetuissa järjestelmissä ja muissa sovelluksissa, joissa useiden laitteiden on kommunikoitava keskenään.
4. Päätöslauselma:4-20 mA signaaleilla on rajoitettu resoluutio, koska ne voivat lähettää rajallisen arvoalueen (vain 16 mA). 0-10V ja 0-5V signaalit voivat tarjota paremman resoluution ja tarkkuuden sovelluksen erityisvaatimuksista riippuen. I2C on digitaalinen protokolla, eikä sillä ole samaa resoluutiota kuin analogisilla signaaleilla.
5. Melunsieto:4-20 mA signaalit kestävät erittäin hyvin kohinaa ja häiriöitä, koska signaalin siirtoon käytetään virtasilmukkaa. 0-10V ja 0-5V signaalit voivat olla herkempiä kohinalle, riippuen tietystä toteutuksesta. I2C kestää yleensä kohinaa, koska se käyttää signaalin siirtoon digitaalisia pulsseja.
Kumpi on eniten käytetty?
Mikä on paras lähtövaihtoehto lämpötila- ja kosteuslähettimelle?
On vaikea sanoa, mikä lähtövaihtoehto on eniten käytetty lämpötila- ja kosteuslähettimille, koska se riippuu järjestelmän erityissovelluksesta ja vaatimuksista. Kuitenkin 4-20mA ja 0-10V käytetään laajalti lämpötila- ja kosteusmittausten lähettämiseen teollisuusautomaatiossa ja muissa sovelluksissa.
4-20mA on suosittu valinta lämpötila- ja kosteuslähettimille sen kestävyyden ja pitkän matkan lähetysominaisuuksien ansiosta. Se kestää myös melua ja häiriötä, mikä tekee siitä sopivan käytettäväksi meluisissa ympäristöissä.
0-10V on toinen laajalti käytetty vaihtoehto lämpötila- ja kosteuslähettimille. Se tarjoaa korkeamman resoluution ja paremman tarkkuuden kuin 4-20 mA, mikä voi olla tärkeää suurta tarkkuutta vaativissa sovelluksissa.
Loppujen lopuksi paras lähtövaihtoehto lämpötila- ja kosteuslähettimelle riippuu sovelluksen erityisvaatimuksista. Lähettimen ja vastaanottimen väliseen etäisyyteen vaikuttavat tekijät, tarvittava tarkkuus ja resoluutio sekä käyttöympäristö (esim. kohinan ja häiriön esiintyminen).
Mikä on 4-20 mA lähdön pääsovellus?
4-20 mA lähtöä käytetään laajalti teollisuusautomaatiossa ja muissa sovelluksissa sen kestävyyden ja pitkän matkan siirtoominaisuuksien ansiosta. Joitakin yleisiä 4-20 mA ulostulon sovelluksia ovat:
1. Prosessin ohjaus:4-20 mA:ta käytetään usein prosessimuuttujien, kuten lämpötilan, paineen ja virtausnopeuden, siirtämiseen antureista prosessinohjausjärjestelmien säätimiin.
2. Teollinen instrumentointi:4-20 mA:ta käytetään yleisesti mittaustietojen siirtämiseen teollisuuslaitteista, kuten virtausmittareista ja tasoantureista, ohjaimille tai näytöille.
3. Rakennusautomaatio:4-20 mA:ta käytetään rakennusautomaatiojärjestelmissä tiedon välittämiseen lämpötilasta, kosteudesta ja muista ympäristöolosuhteista antureilta säätimille.
4. Sähköntuotanto:4-20 mA:ta käytetään voimalaitoksissa mittaustietojen välittämiseen antureista ja instrumenteista säätimille ja näytöille.
5. Öljy ja kaasu:4-20 mA:ta käytetään yleisesti öljy- ja kaasuteollisuudessa mittaustietojen siirtämiseen offshore-alustoilla ja -putkissa olevista antureista ja instrumenteista.
6. Veden ja jäteveden käsittely:4-20 mA:ta käytetään veden- ja jätevedenpuhdistamoissa mittaustietojen välittämiseen antureista ja instrumenteista ohjaimille ja näytöille.
7. Ruoka ja juoma:4-20 mA:ta käytetään elintarvike- ja juomateollisuudessa mittaustietojen välittämiseen antureista ja laitteista ohjaimille ja näytöille.
8. Autot:4-20 mA:ta käytetään autoteollisuudessa mittaustietojen välittämiseen antureista ja instrumenteista ohjaimille ja näytöille.
Oletko kiinnostunut tietämään lisää 4-20 lämpötila- ja kosteuslähettimestämme? Ota yhteyttä sähköpostitseka@hengko.comsaadaksesi vastaukset kaikkiin kysymyksiisi ja lisätietoja tuotteestamme. Autamme sinua tekemään parhaan päätöksen tarpeisiisi. Älä epäröi ottaa meihin yhteyttä – odotamme kuulevamme sinusta!
Postitusaika: 04-04-2023
