Jak daleko lze přenést signál 4-20 mA?

Jak daleko lze přenést signál 4-20 mA?

To není tak snadné dát odpověď na otázku, pokud jsou ostatní ovlivňující všechny ostatní faktory ignorovány, můžeme odhadnout

za normálního stavu to může ujet cca 200-500m. Pojďme vědět pár základních informací o 4-20mA.

1. Co je to signál 4-20mA?

Signál 4-20mA je standardní protokol používaný v mnoha průmyslových odvětvích. Je to metoda přenosu dat analogového signálu ve dvouvodičové proudové smyčce, která poskytuje spolehlivý způsob komunikace mezi zařízeními. Hodnoty od 4 do 20 mA typicky představují 0 až 100 % rozsahu měření.

2. Výhody signálů 4-20mA

Proč průmysl preferuje použití 4-20mA signálů? Za prvé jsou méně náchylné k šumu ve srovnání s napěťovými signály. To umožňuje přenos na delší vzdálenosti bez ohrožení integrity signálu. Kromě toho "živá nula" při 4 mA umožňuje detekci poruchy.

3. Jak se přenáší signál 4-20 mA?

Signál 4-20mA je přenášen přes dvouvodičovou proudovou smyčku, kde jeden vodič je napájecí napětí a druhý je zpětná cesta ke zdroji. Proměnný proud ve smyčce představuje data signálu.

4. Musíte však vzít v úvahu některé faktory:

Rušený prvek:

①Budicí napětí;

②Minimální provozní napětí povolené vysílačem；

③Velikost napěťového rezistoru používaného deskovým zařízením ke sběru proudu；

④Velikost odporu drátu.

Dokáže snadno vypočítat teoretickou přenosovou vzdálenost proudového signálu 4-20 mA.

Prostřednictvím těchto čtyř souvisejících veličin. Mezi nimi je Uo napájecí napětí vysílače,

a musí být zajištěno, že Uo ≥ Umin při plném zatížení (proud I=20mA). Jmenovitě: Použití-I.(RL+2r)≥ Umin.

Obvykle potřebuje měřit různé neelektrické fyzikální veličiny, jako je teplota, tlak,

rychlost, úhel a tak dále v průmyslu. Všechny je třeba převést na analogelektrický

signál, který se přenese do ovládacího nebo zobrazovacího zařízení vzdáleného několik set metrů. Toto zařízení převádí

fyzikální veličiny do elektrického signálu zvaného vysílač. Přenos analogové veličiny pomocí

Proud 4-20 mA je nejběžnější metodou v průmyslu. Jeden důvod pro přijetí aktuálního signálu

je, že není snadné zasahovat do nekonečného vnitřního odporu zdroje proudu.

Odpor drátu v sérii ve smyčce neovlivňuje přesnost a může přenášet stovky

metrů na běžném krouceném páru.

4-20 mAminimální proud se označuje jako 4 mA a maximální proud je 20 mA. Na základě požadavku na ochranu proti výbuchu

omezení je 20 mA. Příliš mnoho energie jiskry může zapálit hořlavý a výbušný plyn, proto je nejvhodnější proud 20 mA.

Detekujte přerušené vodiče a minimální hodnota je 4 mA spíše než 0 mA. Když se přenosový kabel přeruší kvůli závadě,

proud smyčky klesne na 0. Obvykle bereme 2 mA jako hodnotu alarmu odpojení. Dalším důvodem je, že 4-20mA používá a

dvouvodičový systém. To znamená, že dva vodiče jsou současně signální a napájecí vodiče a 4 mA se používá k poskytování statického pracovního proudu obvodu do snímače.

Jak daleko lze přenést signál 4-20 mA?

Rušený prvek:
①Související s budicím napětím；

②Vztaženo na minimální provozní napětí povolené vysílačem；

③Související s velikostí napěťového rezistoru používaného deskovým zařízením ke sběru proudu；

④Souvisí s velikostí odporu vodiče.

Dokáže snadno vypočítat teoretickou přenosovou vzdálenost proudového signálu 4-20 mA.

Prostřednictvím těchto čtyř souvisejících veličin. Mezi nimi je Uo napájecí napětí vysílače,

a musí být zajištěno, že Uo≥Umin při plném zatížení (proud I=20mA). Jmenovitě: Použití-I.(RL+2r)≥Umin.

Podle tohoto vzorce lze vypočítat velký odpor vodiče, když je vysílač na nízkém provozním napětí.

Hypotéza：známá：Ue=24V，I=20mA，RL=250Ω，Umin=12V。Najděte maximální hodnotu r jako 175Ω：

A pak podle vzorce pro výpočet odporu drátu:

Mezi nimi:
ρ——Odpor (bronzový odpor=0,017, hliníkový odpor=0,029)
L——délka kabelu (jednotka: M)
S——Čára průřezu (jednotka: čtvereční milimetr)
Poznámka： Hodnota odporu je úměrná délce a nepřímo úměrná ploše průřezu.

Čím delší je drát, tím větší je odpor; čím silnější drát, tím nižší odpor.

Vezměte měděný drát jako příklad, ρ= 0,017 Ω·mm2/m, to je: odpor měděného drátu

s plochou průřezu 1mm2 a délkou 1m je 0,017Ω. Pak délka drátu

175Ω odpovídající 1mm2 je 175/0,017=10294 (m). Teoreticky přenos signálu 4-20mA

může dosáhnout desítek tisíc metrů (v závislosti na faktorech, jako je různé buzení

napětí a nejnižší pracovní napětí vysílače).

HENGKO má více než 10 let OEM/ODM přizpůsobených zkušeností a profesionálů

možnosti kolaborativního návrhu/asistovaného návrhu. Poskytujeme výstup 4-20mA a RS485

plynový senzor/alarm/modul/prvky. Výstupní teplota a vlhkost 4-20mA a RS485

senzor/vysílač/sonda jsou také k dispozici. HENGKO je speciálně navrženo pro zákazníky

splňují náročné požadavky na měření průmyslových procesů a kontroly životního prostředí.

Proč se pro přenos signálu v instrumentaci používá 4 až 20 ma?

Podrobnosti si můžete prohlédnout v následujícím videu.

Závěr

Signál 4-20 mA je z nějakého důvodu průmyslovým standardem. Jeho schopnost přenosu na velké vzdálenosti bez ztráty přesnosti je klíčovou výhodou. I když neexistuje definitivní odpověď na otázku „jak daleko“, protože to do značné míry závisí na faktorech, jako je odpor vodiče, šum signálu, napájení a odpor zátěže, se správnými opatřeními dokáže spolehlivě pokrýt značné vzdálenosti. Díky praktickému použití v průmyslu a senzorové technologii vidíme hodnotu a důležitost signálů 4-20 mA v našem propojeném světě.

Nejčastější dotazy

1. Jaký význam má "živá nula" při 4mA v signálu 4-20mA?

"Živá nula" při 4 mA umožňuje detekci poruchy. Pokud signál klesne pod 4 mA, znamená to poruchu, jako je přerušení smyčky nebo porucha zařízení.

2. Proč je signál 4-20 mA méně náchylný k šumu?

Proudové signály jsou méně ovlivněny změnami odporu a elektrickým šumem. To je důvod, proč jsou preferovány pro přenos na dlouhé vzdálenosti a v elektricky hlučném prostředí.

3. Jakou roli hraje odpor zátěže při přenosu signálu 4-20mA?

Odpor zátěže by měl odpovídat napájecímu zdroji. Pokud je odpor zátěže příliš vysoký, zdroj nemusí být schopen řídit proud smyčky, což omezuje přenosovou vzdálenost.

4. Lze bezdrátově přenášet signál 4-20mA?

Ano, s použitím vysílačů a přijímačů speciálně navržených pro tento účel lze bezdrátově přenášet signály 4-20 mA.

5. Je možné prodloužit přenosovou vzdálenost signálu 4-20mA?

Ano, použitím správné kabeláže, snížením hluku, zajištěním dostatečného napájení a vyvážením odporu zátěže lze přenosovou vzdálenost prodloužit.

Pokud vás zaujal potenciál signálů 4-20 mA a přejete si implementovat nebo optimalizovat takové systémy ve vašem odvětví,

neváhejte udělat další krok. Pro více informací, podporu nebo konzultace se obraťte na odborníky.

Kontaktujte HENGKO nyní naka@hengko.coma pojďme společně dosáhnout optimální přenosové vzdálenosti.