Vous connaissez peut-être avec le bus RS232 industriel couramment utilisé, RS485, CAN, etc., ils sont la transmission de façon de signaux numériques. Alors, de quelle façon nous avons utilisé pour transmettre des signaux analogiques il? besoin général pour mesurer divers types de physique non électrique industriellement, tels que la température, la pression, la vitesse, l'angle, etc., qui doivent être converties en un signal électrique analogique transmis à la chambre de commande ou à quelques centaines de mètres sur le dispositif d'affichage. Le plus utilisé est industriellement 4 ~ 20mA pour transmettre analogique.
La raison pour laquelle le signal de courant ne sont pas sensibles aux interférences, étant donné que l'amplitude du site de tension de bruit industriel peut être plusieurs V, mais la puissance de bruit est faible, le niveau de bruit nA est généralement inférieur au courant, afin d'amener l'erreur de transmission est très 4-20mA petite, une résistance à la source de courant tend vers l'infini, le fil n'affecte pas la résistance de précision en série dans la boucle, il est possible de centaines d'émission de mètres de la paire torsadée ordinaire, en raison d'une grande résistance interne et le courant de sortie de la source de courant constant, nous avons juste à la fin de réception placer une résistance de 250 ohms à la tension de masse 0-5V peut être obtenue, les avantages d'une faible impédance d'entrée du récepteur est l'entrée de courant niveau de bruit nA est produit seulement un bruit de tension très faible.
La limite supérieure doit avoir 20mA exigences antidéflagrantes: 20mA énergie électrique à étincelles de commutation de courant est insuffisante pour provoquer le gaz à enflammer. Parce que pas de limite inférieure est 0 mA prise afin de détecter la déconnexion de: pas moins de 4 mA en fonctionnement normal, lorsque la déconnexion de ligne due à une défaillance de courant chute, boucle à zéro. prennent souvent une valeur d'alarme de rupture 2mA. Émetteur grandeur physique actuelle convertie en 4 ~ 20mA courant, doit avoir son alimentation externe. Le plus typique est l'émetteur nécessite deux lignes électriques, ainsi que deux lignes de sortie de courant connectée à un total de quatre lignes, appelé l'émetteur à quatre fils. Bien sûr, la sortie de courant peut être une ligne d'alimentation commune (VCC ou la commune GND), une ligne peut être sauvé, maintenant essentiellement émetteur quatre fils appelé émetteur à trois fils. En fait, on peut noter, 4-20mA alimentation en courant émetteur qui peut lui-même, l'émetteur correspondant à un circuit de charge particulière, cet émetteur seulement deux lignes extérieures, qui est appelé à deux fils émetteur. La limite inférieure de l'industrie boucle de courant norme 4mA, donc dans l'intervalle, l'émetteur habituellement seulement 24 V, la puissance 4mA (et, par conséquent, une efficacité élevée puissance DC / DC alimentation (TPS54331, TPS54160), un capteur de faible puissance dans des conditions de charge légère et signal de produit de chaîne, et les processeurs de faible puissance (tel que le MSP430) est important pour l'émetteur-récepteur 4-20mA deux fils). Cela rend la conception du capteur à deux fils est possible mais difficile.
En général, besoin de concevoir un convertisseur VI, entrée 0-3.3V, sortie 4mA-20mA, LM358 ampli op peut être utilisé, l'alimentation + 12v.
Nous examinons systématiquement les raisons pour lesquelles les appareils analogiques sont favorisés par 4 la transmission du signal ~ 20mA -
4-20mA. Système de signal de courant continu (1-5V.DC) est une norme de transmission de signal analogique de la Commission électrotechnique internationale (CEI) utilisé dans le système de commande de processus. Notre norme internationale utilise également ce système de signal, le signal de transmission à l'aide de l'instrument 4-20mA.DC, le signal reçu en utilisant 1-5V.DC, qui utilise la transmission de courant, le signal reçu par la tension du système.
En général, l'instrumentation actuelle signal sont 4-20mA, il se réfère au courant minimum de 4 mA, le courant maximal de 20 mA. Quand un signal de transmission, étant donné que le fil a une résistance, si elle va produire une certaine chute de tension dans la transmission du fil, l'extrémité de réception du signal qui aura une certaine erreur, de sorte que le signal de courant est généralement utilisé en tant que transmetteur de transmission standard.
Tout d'abord, ce qui est 4 ~ 20mA.DC (1 ~ 5V.DC) système de signalisation?
4 ~ système de signal 20mA.DC (1 ~ 5V.DC) est la Commission électrotechnique internationale (CEI): systèmes de commande de processus avec des signaux analogiques standard. DDZ- de l'appareil électrique en utilisant le signal de démarrage du système standard international, la transmission du signal de mesure en utilisant la 4 ~ 20mA.DC, le signal de communication en utilisant 1 ~ 5V.DC, qui utilise la transmission en cours, le signal reçu par la tension du système.
4 ~ 20mA travaux boucle de courant:
Dans le domaine industriel, avec un amplificateur d'instrumentation accompli signal conditionné et pour la transmission à long terme, se posent les problèmes suivants: Tout d'abord, puisque la transmission du signal est un signal de tension, la ligne de transmission sera perturbée par le bruit, le second, la résistance répartie de la ligne de transmission produira la chute de tension, le troisième, la façon de fournir la tension de fonctionnement de l'amplificateur d'instrumentation a également un problème dans ce domaine.
Afin de résoudre les problèmes ci-dessus et d'éviter les effets associés du bruit, nous utilisons le courant de signaux d'émission, car le courant n'est pas sensible au bruit. 4 ~ 20mA boucle de courant est représenté par le signal 4mA zéro indiquant le signal à grande échelle avec 20 mA et 20 mA en dessous du signal d'alarme est supérieur à 4 mA pour divers défauts.
Deux, 4 ~ 20mA.DC (1 ~ 5V.DC) a fait des avantages du signal?
instrumentation champ peut être le système à deux fils, à savoir ce qu'on appelle un bloc d'alimentation à deux fils, une charge connectée en série avec un point commun, et les contacts de signal avant l'instrumentation de salle de commande et de puissance d'émission de champ seulement deux fils. Etant donné que le courant de signal est en train 4mA.DC, le courant de repos est prévu pour l'émetteur, et le compteur est égal à zéro 4mA.DC électrique, ne coïncide pas avec le point zéro mécanique, un tel « zéro live » off faciliter l'identification de défauts et de déconnexion . Mais aussi facile à utiliser barrière à deux fils, ce qui contribuera à une explosion sécurisée.
chambre de commande d'instrument de transmission de signaux en parallèle en utilisant une tension, une borne commune entre l'instrument appartient au même système de commande, afin de faciliter l'instrumentation, le réglage des instruments, des ordinateurs équipés de dispositifs d'alarme, et pour faciliter le câblage.
signal de contact Raison entre les instruments de terrain et la salle de contrôle en utilisant 4 ~ instrument 20mA.DC est: puisque la distance entre la salle de contrôle et le champ lointain, la résistance des fils de connexion est grande, si le signal de tension à distance, que le fil de division de tension résistance et la résistance d'entrée de réception de l'instrument, il aura un signal d'erreur de plus une source de courant constant et à distance, aussi longtemps que la branche de la boucle de transmission ne se produit pas, le courant de boucle ne varie pas avec la longueur de fil, assurant ainsi précision de transmission.
signal de communication entre la salle de contrôle en utilisant l'instrument 1 ~ raison 5V.DC: Afin de faciliter un multiples instruments communs reçoivent le même signal, et pour faciliter la configuration de câblage et systèmes de contrôle complexes. Si la source de courant en tant que contact de signal, lorsque plus d'un instrument reçoivent généralement les mêmes signaux, qui doivent avoir une résistance d'entrée en série, qui dépasserait la résistance de charge maximale de la capacité de charge des instruments de transmission, signal d'instrument et recevant chacune un potentiel de borne négative pas le même, il introduira des interférences, mais ne peut pas faire une seule alimentation centralisée.
L'utilisation d'un signal de contact de source de tension, le contact de signal de courant avec les instruments de terrain doit être converti en un signal de tension, le plus simple est: une résistance série 250 dans le circuit de transport de courant standard, pour convertir le 4 ~ 20mA.DC 1 ~ 5 V .DC, habituellement pour effectuer cette tâche par le distributeur.
Troisièmement, pourquoi choisir émetteur 4 ~ 20mA.DC pour transmettre un signal?
1, tout d'abord examiner les demandes de site sécurisé
Clé de sécurité est de sécurité intrinsèque de type anti-déflagrant à considérer, et de contrôler la prémisse du compteur d'énergie de maintenir le travail de l'instrument pour réduire la consommation d'énergie statique et dynamique à un minimum. 4 ~ 20mA.DC signal de sortie de l'émetteur standard, la tension d'alimentation utilisée par 24V.DC, principalement la tension continue ne peut pas être des condensateurs de grande capacité et inductances, de ne considérer que l'émetteur et l'instrumentation de salle de commande distribué à capacité et inductance des fils de connexion, tels que des fils 2mm2 capacité distribuée qui est d'environ 0.05 / km, pour une seule bobine d'induction est d'environ 0.4mH / km, la valeur bien inférieure à la détonation de l'hydrogène, ce qui est évidemment très avantageuse pour explosion.
2, le signal de transmission est supérieure à une source de tension par une source de courant
Comme la distance entre le terrain et la salle de contrôle beaucoup plus de connexion de fil de résistance, si le signal de tension source à distance, étant donné que la tension de résistance d'entrée de l'appareil de réception de fil électrique résistances de division, une grande erreur se produit, si le courant comme une source de signal à distance, il ne se produit pas tant que la branche de circuit de distribution, le courant de boucle ne varie pas avec la longueur de fil, assurant ainsi la précision de la transmission.
3, le courant de signal maximal de 20 mA sélectionner un motif
Le courant maximal de 20 mA sélection est basée sur la sécurité, l'utilité, la consommation d'énergie, des considérations de coût. l'instrumentation à sécurité intrinsèque en utilisant uniquement la basse tension, courant faible, 4 ~ 20mA et de l'hydrogène inflammable 24V.DC est sans danger pour l'hydrogène détoner 24V.DC courant est 200mA, beaucoup plus que 20mA, en plus de considérer la production la connexion entre l'appareil de terrain, la charge portée par d'autres facteurs, et la consommation d'énergie et de coût, les exigences pour les composants électroniques, les exigences en matière d'alimentation et d'autres facteurs.
4, le signal courant des raisons pour choisir un point de départ de 4mA
4 ~ 20mA émetteur de sortie à la majorité des deux fils, à savoir l'alimentation à deux fils, une charge connectée en série avec un point commun, et les contacts de signal et l'alimentation électrique entre l'émetteur et la chambre de contrôle de site d'instrumentation juste deux fils. Pourquoi le signal de départ n'est pas 0mA? Ceci est basé sur deux points: d'abord, le défaut de circuit émetteur n'est pas courant de repos ne fonctionnera pas, le point de départ signal pour 4mA.DC courant, ne coïncide pas avec le zéro mécanique, cette « vie zéro » en faveur de l'identification des pannes et la déconnexion.
Quatrièmement, l'origine du 4 capteur ~ 20mA?
La raison pour laquelle le signal de courant ne sont pas sensibles aux interférences, et la source de courant résistance infinie, la résistance de fil en série dans la boucle n'affecte pas la précision, la paire torsadée ordinaires peuvent transmettre plusieurs centaines de mètres.
signal de courant utilisé parce qu'il est insensible aux perturbations, puisque l'amplitude de la tension de bruit site industriel peut être plusieurs V, mais la puissance de bruit est faible, le niveau de bruit nA est généralement inférieur au courant, afin d'apporter l'erreur de transmission est très 4-20mA petite, une résistance à la source de courant tend vers l'infini, le fil n'affecte pas la résistance de précision en série dans la boucle, il est possible de centaines d'émission de mètres de la paire torsadée ordinaire, en raison d'une grande résistance interne et le courant de sortie de la source de courant constant, nous avons juste à la fin de réception placer une résistance de 250 ohms à la tension de masse 0-5V peut être obtenue, les avantages d'une faible impédance d'entrée du récepteur est l'entrée de courant niveau de bruit nA est produit seulement un bruit de tension très faible.
La limite supérieure doit avoir 20mA exigences antidéflagrantes: 20mA énergie électrique à étincelles de commutation de courant est insuffisante pour provoquer le gaz à enflammer. Parce que pas de limite inférieure est 0 mA prise afin de détecter la déconnexion de: pas moins de 4 mA en fonctionnement normal, lorsque la déconnexion de ligne due à une défaillance de courant chute, boucle à zéro. prennent souvent une valeur d'alarme de rupture 2mA. Émetteur grandeur physique actuelle convertie en 4 ~ 20mA courant, doit avoir son alimentation externe. Le plus typique est l'émetteur nécessite deux lignes électriques, ainsi que deux lignes de sortie de courant connectée à un total de quatre lignes, appelé l'émetteur à quatre fils. Bien sûr, la puissance commune sortie courant peut être une ligne publique ou GND CCV, peut sauver une ligne, appelée émetteur à trois fils. En fait, vous avez peut-être remarqué, l'émetteur 4-20mA courant qui peut lui-même fournir. Correspond à un émetteur particulier dans le circuit de charge, la puissance de courant d'émetteur est particulier en ce que la sortie du capteur varie entre 4 ~ 20mA. Afficher uniquement les instruments à cordes peuvent être dans le circuit. Cet émetteur seulement deux lignes extérieures, qui est appelé transmetteur à deux fils. La limite inférieure du courant de boucle 4 mA standard de l'industrie, tant au sein de la gamme, la puissance d'émission d'au moins 4 mA.
Ainsi, le signal de sortie 4-20 mA est généralement pas sensible aux interférences et sûr et fiable, il est donc la puissance de sortie du signal 4-20 mA à deux fils couramment utilisés dans l'industrie. Cependant, pour un meilleur traitement du signal du capteur, il y a encore plus d'autres formes de signaux de sortie: 3.33MV / V; 2MV / V; 0-5V; 0-10V analogues.
Attaché à 20 mA simples schéma de circuit d'un signal de 4-tension:
Cette figure en utilisant une résistance de 250 ohms pour convertir le 4 à 20mA signal de courant en un signal de tension de 1 à 5 V, puis ajouter un filtre RC en utilisant une diode (me pardonne pas le circuit analogique, ne sait pas ce que l'on entend) à broches du microcontrôleur de conversion AD.
