קרא זה מספיק על מהו פלט 4-20mA

מהו הפלט של 4-20mA?

1.) מבוא

4-20mA (מיליאמפר) הוא סוג של זרם חשמלי בשימוש נפוץ להעברת אותות אנלוגיים במערכות בקרת תהליכים ואוטומציה תעשייתיות. זוהי לולאת זרם במתח נמוך המופעלת מעצמה שיכולה להעביר אותות למרחקים ארוכים ובאמצעות סביבות רועשות חשמלית מבלי לפגוע משמעותית באות.

טווח 4-20mA מייצג טווח של 16 מיליאמפר, כאשר ארבעה מיליאמפר מייצגים את הערך המינימלי או האפס של האות ו-20 מיליאמפר מייצגים את הערך המרבי או בקנה מידה מלא של האות. הערך האמיתי של האות האנלוגי המשודר מקודד כמיקום בטווח זה, כאשר הרמה הנוכחית פרופורציונלית לערך האות.

פלט 4-20mA משמש לעתים קרובות להעברת אותות אנלוגיים מחיישנים והתקני שדה אחרים, כגון בדיקות טמפרטורה ומתמרי לחץ, כדי לבקר ולנטר מערכות. הוא משמש גם להעברת אותות בין רכיבים שונים בתוך מערכת בקרה, כגון מבקר לוגי ניתן לתכנות (PLC) למפעיל שסתום.

באוטומציה תעשייתית, פלט 4-20mA הוא אות בשימוש נפוץ להעברת מידע מחיישנים והתקנים אחרים. פלט 4-20mA, הידוע גם כלולאת זרם, היא שיטה חזקה ואמינה להעברת נתונים למרחקים ארוכים, אפילו בסביבות רועשות. פוסט זה בבלוג יחקור את היסודות של פלט 4-20mA, כולל איך זה עובד ואת היתרונות והחסרונות של השימוש בו במערכות אוטומציה תעשייתיות.

פלט 4-20mA הוא אות אנלוגי המועבר באמצעות זרם קבוע של 4-20 מיליאמפר (mA). הוא משמש לעתים קרובות להעברת מידע על מדידה של כמות פיזית, כגון לחץ, טמפרטורה או קצב זרימה. לדוגמה, חיישן טמפרטורה עשוי לשדר אות של 4-20mA פרופורציונלי לטמפרטורה שהוא מודד.

אחד היתרונות העיקריים של שימוש בפלט 4-20mA הוא היותו תקן אוניברסלי באוטומציה תעשייתית. המשמעות היא שמגוון רחב של מכשירים, כגון חיישנים, בקרים ומפעילים, מתוכננים להיות תואמים לאותות של 4-20mA. זה מקל על שילוב התקנים חדשים במערכת קיימת, כל עוד הם תומכים בפלט של 4-20mA.

2.）איך פועל פלט 4-20mA?

פלט 4-20mA מועבר באמצעות לולאת זרם, המורכבת ממשדר ומקלט. המשדר, בדרך כלל חיישן או מכשיר אחר שמודד כמות פיזית, מייצר את האות של 4-20mA ושולח אותו למקלט. המקלט, בדרך כלל בקר או מכשיר אחר האחראי על עיבוד האות, מקבל את האות 4-20mA ומפרש את המידע שהוא מכיל.

כדי שהאות 4-20mA ישודר בצורה מדויקת, חשוב לשמור על זרם קבוע דרך הלולאה. זה מושג על ידי שימוש בנגד מגביל זרם במשדר, המגביל את כמות הזרם שיכולה לזרום במעגל. ההתנגדות של הנגד מגביל הזרם נבחרה כדי לאפשר לטווח הרצוי של 4-20mA לזרום דרך הלולאה.

אחד היתרונות המרכזיים של שימוש בלולאת זרם הוא שהיא מאפשרת לשדר את האות של 4-20mA למרחקים ארוכים מבלי לסבול מהדרדרות האות. הסיבה לכך היא שהאות מועבר כזרם ולא כמתח, שהוא פחות רגיש להפרעות ולרעשים. בנוסף, לולאות זרם יכולות להעביר את האות של 4-20mA על פני זוגות מעוותים או כבלים קואקסיאליים, מה שמפחית את הסיכון להתדרדרות האות.

3.） יתרונות השימוש בפלט 4-20mA

ישנם מספר יתרונות לשימוש בפלט 4-20mA במערכות אוטומציה תעשייתיות. חלק מהיתרונות המרכזיים כוללים:

העברת אות למרחקים ארוכים:פלט 4-20mA יכול לשדר אותות למרחקים ארוכים מבלי לסבול מהידרדרות האות. הוא אידיאלי לשימוש ביישומים שבהם המשדר והמקלט רחוקים זה מזה, כגון במפעלי תעשייה גדולים או אסדות נפט ימיות.

ת: חסינות רעש גבוהה:לולאות זרם עמידות מאוד בפני רעש והפרעות, מה שהופך אותן לאידיאליות לשימוש בסביבות רועשות. זה חשוב במיוחד במסגרות תעשייתיות, בהן רעש חשמלי של מנועים וציוד אחר עלול לגרום לבעיות בהעברת האות.

ב: תאימות למגוון רחב של מכשירים:מכיוון שפלט 4-20mA הוא סטנדרט אוניברסלי באוטומציה תעשייתית, הוא תואם להתקנים רבים. זה מקל על שילוב מכשירים חדשים במערכת קיימת, כל עוד הם תומכים בפלט של 4-20mA.

4.) חסרונות בשימוש בפלט 4-20mA

בעוד לפלט 4-20mA יש יתרונות רבים, ישנם גם כמה חסרונות לשימוש בו במערכות אוטומציה תעשייתיות. אלה כוללים:

ת: רזולוציה מוגבלת:פלט 4-20mA הוא אות אנלוגי המועבר באמצעות טווח רציף של ערכים. עם זאת, הרזולוציה של האות מוגבלת בטווח של 4-20mA, שהם רק 16mA. ייתכן שזה לא יספיק ליישומים הדורשים רמה גבוהה של דיוק או רגישות.

ב: תלות באספקת החשמל:כדי שהאות 4-20mA ישודר בצורה מדויקת, חשוב לשמור על זרם קבוע דרך הלולאה. זה דורש אספקת חשמל, מה שיכול להיות עלות נוספת ומורכבות במערכת. בנוסף, אספקת החשמל עלולה להיכשל או להתפרע, מה שעלול להשפיע על שידור האות של 4-20mA.

5.) מסקנה

פלט 4-20mA הוא סוג אות בשימוש נרחב במערכות אוטומציה תעשייתיות. הוא מועבר באמצעות זרם קבוע של 4-20mA ומתקבל באמצעות לולאת זרם המורכבת ממשדר ומקלט. לפלט 4-20mA יש מספר יתרונות, כולל העברת אותות למרחקים ארוכים, חסינות גבוהה לרעש ותאימות למגוון רחב של מכשירים. עם זאת, יש לו גם כמה חסרונות, כולל רזולוציה מוגבלת ותלות בספק כוח. בסך הכל, הפלט של 4-20mA הוא שיטה אמינה וחזקה להעברת נתונים במערכות אוטומציה תעשייתיות.

מה ההבדל בין פלט 4-20ma, 0-10v, 0-5v ו-I2C?

4-20mA, 0-10V ו-0-5V הם כולם אותות אנלוגיים הנפוצים בשימוש באוטומציה תעשייתית ויישומים אחרים. הם משמשים להעברת מידע על מדידת כמות פיזית, כגון לחץ, טמפרטורה או קצב זרימה.

ההבדל העיקרי בין סוגי אותות אלה הוא טווח הערכים שהם יכולים לשדר. אותות 4-20mA משודרים באמצעות זרם קבוע של 4-20 מיליאמפר, אותות 0-10V משודרים באמצעות מתח שנע בין 0 ל-10 וולט, ואותות 0-5V מועברים באמצעות מתח שנע בין 0 ל-5 וולט.

I2C (Inter-Integrated Circuit) הוא פרוטוקול תקשורת דיגיטלי המשמש להעברת נתונים בין מכשירים. הוא נמצא בשימוש נפוץ במערכות משובצות ויישומים אחרים שבהם מכשירים רבים צריכים לתקשר זה עם זה. בניגוד לאותות אנלוגיים, המשדרים את המידע כטווח רציף של ערכים, I2C משתמש בסדרה של פולסים דיגיטליים להעברת נתונים.

לכל אחד מסוגי האותות הללו יש סט יתרונות וחסרונות משלו, והבחירה הטובה ביותר תהיה תלויה בדרישות הספציפיות של האפליקציה. לדוגמה, אותות 4-20mA מועדפים לעתים קרובות עבור העברת אותות למרחקים ארוכים וחסינות גבוהה לרעש, בעוד שאותות 0-10V ו-0-5V עשויים להציע רזולוציה גבוהה יותר ודיוק טוב יותר. I2C משמש בדרך כלל לתקשורת למרחקים קצרים בין מספר קטן של מכשירים.

1. טווח ערכים:אותות 4-20mA משדרים זרם שנע בין 4 ל-20 מיליאמפר, אותות 0-10V משדרים מתח שנע בין 0 ל-10 וולט, ואותות 0-5V משדרים מתח שנע בין 0 ל-5 וולט. I2C הוא פרוטוקול תקשורת דיגיטלי ואינו משדר ערכים רציפים.

2. העברת אותות:אותות 4-20mA ו-0-10V מועברים באמצעות לולאת זרם או מתח, בהתאמה. אותות 0-5V מועברים גם באמצעות מתח. I2C מועבר באמצעות סדרה של פולסים דיגיטליים.

3. תאימות:אותות 4-20mA, 0-10V ו-0-5V תואמים בדרך כלל להתקנים רבים, מכיוון שהם נמצאים בשימוש נרחב באוטומציה תעשייתית ויישומים אחרים. I2C משמש בעיקר במערכות משובצות ויישומים אחרים שבהם מכשירים רבים צריכים לתקשר זה עם זה.

4. רזולוציה:לאותות 4-20mA יש רזולוציה מוגבלת בשל טווח הערכים המצומצם שהם יכולים לשדר (רק 16mA). אותות 0-10V ו-0-5V עשויים להציע רזולוציה גבוהה יותר ודיוק טוב יותר, בהתאם לדרישות הספציפיות של האפליקציה. I2C הוא פרוטוקול דיגיטלי ואין לו רזולוציה באותו אופן שיש לאותות אנלוגיים.

5. חסינות נגד רעש:אותות 4-20mA עמידים מאוד בפני רעשים והפרעות עקב שימוש בלולאת זרם להעברת אותות. אותות 0-10V ו-0-5V עשויים להיות רגישים יותר לרעש, בהתאם ליישום הספציפי. I2C בדרך כלל עמיד בפני רעש מכיוון שהוא משתמש בפולסים דיגיטליים להעברת אותות.

איזה מהם הוא הכי בשימוש?

איזו מהן היא אפשרות הפלט הטובה ביותר עבור משדר טמפרטורה ולחות?

קשה לומר איזו אפשרות פלט היא הנפוצה ביותר עבור משדרי טמפרטורה ולחות, מכיוון שהיא תלויה ביישום ובדרישות הספציפיות של המערכת. עם זאת, 4-20mA ו-0-10V נמצאים בשימוש נרחב להעברת מדידות טמפרטורה ולחות באוטומציה תעשייתית ויישומים אחרים.

4-20mA היא בחירה פופולרית עבור משדרי טמפרטורה ולחות בשל חוסנו ויכולות השידור למרחקים ארוכים. הוא גם עמיד בפני רעשים והפרעות, מה שהופך אותו מתאים לשימוש בסביבות רועשות.

0-10V היא אפשרות נוספת בשימוש נרחב עבור משדרי טמפרטורה ולחות. הוא מציע רזולוציה גבוהה יותר ודיוק טוב יותר מאשר 4-20mA, מה שעשוי להיות חשוב ביישומים הדורשים דיוק גבוה.

בסופו של דבר, אפשרות הפלט הטובה ביותר עבור משדר טמפרטורה ולחות תהיה תלויה בדרישות הספציפיות של היישום. גורמים למרחק בין המשדר למקלט, רמת הדיוק והרזולוציה הדרושים, וסביבת ההפעלה (למשל, נוכחות של רעש והפרעות).

מהו היישום העיקרי של פלט 4-20mA?

פלט 4-20mA נמצא בשימוש נרחב באוטומציה תעשייתית ויישומים אחרים בשל חוסנו ויכולות ההעברה למרחקים ארוכים. כמה יישומים נפוצים של פלט 4-20mA כוללים:

1. בקרת תהליכים:4-20mA משמש לעתים קרובות להעברת משתני תהליך, כגון טמפרטורה, לחץ וקצב זרימה, מחיישנים לבקרים במערכות בקרת תהליך.
2. מכשור תעשייתי:4-20mA משמש בדרך כלל להעברת נתוני מדידה ממכשירים תעשייתיים, כגון מדי זרימה וחיישני מפלס, לבקרים או צגים.
3. אוטומציה של בניינים:4-20mA משמש בבניית מערכות אוטומציה להעברת מידע על טמפרטורה, לחות ותנאי סביבה אחרים מחיישנים לבקרים.
4. ייצור חשמל:4-20mA משמש במפעלי ייצור חשמל להעברת נתוני מדידה מחיישנים ומכשירים לבקרים ותצוגות.
5. נפט וגז:4-20mA משמש בדרך כלל בתעשיית הנפט והגז להעברת נתוני מדידה מחיישנים ומכשירים בפלטפורמות וצינורות ימיים.
6. טיפול במים ובשפכים:4-20mA משמש במתקני טיהור מים ושפכים להעברת נתוני מדידה מחיישנים ומכשירים לבקרים ותצוגות.
7. מזון ומשקאות:4-20mA משמש בתעשיית המזון והמשקאות להעברת נתוני מדידה מחיישנים ומכשירים לבקרים ותצוגות.
8. רכב:4-20mA משמש בתעשיית הרכב להעברת נתוני מדידה מחיישנים ומכשירים לבקרים ותצוגות.

האם אתה מעוניין ללמוד עוד על משדר הטמפרטורה והלחות שלנו 4-20? צור איתנו קשר במיילka@hengko.comכדי לקבל מענה לכל השאלות שלך ולקבל מידע נוסף על המוצר שלנו. אנחנו כאן כדי לעזור לך לקבל את ההחלטה הטובה ביותר עבור הצרכים שלך. אל תהססו לפנות אלינו - נשמח לשמוע מכם!