حلقه‌ی جریان ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر: اصول، سیم‌کشی و عیب‌یابی
چرا بیش از نیم قرن است که استاندارد انتقال سیگنال در صنعت است و چگونه آن را درست طراحی کنیم.
عکس: JanBurg · CC BY-SA 4.0 · منابع تصاویر
چرا جریان، نه ولتاژ؟
در یک حلقه‌ی سری، جریان در تمام نقاط مدار یکسان است؛ بنابراین افت ولتاژ روی کابل بلند یا مقاومت اتصال، مقدار سیگنال را تغییر نمی‌دهد. به همین دلیل انتقال جریان نسبت به ولتاژ در فواصل چند صد متر و محیط‌های پرنویز بسیار مقاوم‌تر است.
چرا از ۴ شروع می‌شود؟ (Live Zero)
صفر درصد فرایند با ۴ mA نمایش داده می‌شود، نه ۰ mA. به این ترتیب سیگنال ۰ mA به‌روشنی «قطع سیم یا خرابی» معنی می‌دهد و ترنسمیتر دو‌سیمه از همان ۴ mA می‌تواند تغذیه شود.
I (mA) = 4 + 16 × (PV − LRV) / (URV − LRV)
بار مجاز حلقه
ترنسمیتر برای کار به حداقل ولتاژ (معمولاً ۱۲ V) نیاز دارد. بقیه‌ی ولتاژ تغذیه می‌تواند روی مقاومت کابل و ورودی PLC افت کند:
R_max = (V_supply − V_min) / 0.020 A
مقایسه با سایر استانداردها
| استاندارد | مقاومت در برابر نویز | طول کابل | تشخیص خرابی | کاربرد |
|---|---|---|---|---|
| 4–20 mA | عالی | تا چند کیلومتر | بله (Live Zero) | ترنسمیتر و عملگر |
| 0–10 V | متوسط | چند ده متر | خیر | تابلو و ساختمان |
| 1–5 V | متوسط | چند ده متر | بله | DCS قدیمی |
| HART | عالی | مثل ۴–۲۰ | بله + عیب‌یابی | ترنسمیتر هوشمند |
عیب‌یابی سریع
- ۰ mA: سیم قطع است، فیوز یا تغذیه خراب است.
- کمتر از ۳.۶ mA: ترنسمیتر خرابی را اعلام کرده (آلارم پایین).
- بیشتر از ۲۱ mA: خرابی حسگر یا اتصال کوتاه (آلارم بالا).
- نوسان: زمین دوبل یا کابل بدون شیلد کنار کابل قدرت.
نکته
شیلد کابل را فقط در یک سر (سمت تابلو) به زمین وصل کنید تا حلقه‌ی زمین ایجاد نشود.
مقالات مرتبط
راهنمای انتخاب تله بخار: انواع، اصول کار و اشتباهات رایج
چرا یک تله‌ی خراب می‌تواند چند هزار دلار در سال بخار هدر دهد و چگونه تله‌ی درست را انتخاب کنیم.
۲ دقیقه مطالعه
محاسبه و انتخاب شیر کنترل: ضریب جریان Cv و Kv در عمل
از فرمول پایه تا انتخاب سایز و مشخصه‌ی مناسب؛ همراه با مثال عددی و جدول Kvs.
۲ دقیقه مطالعه
تنظیم کنترلر PID: مبانی، روش‌های تنظیم و پاسخ پله
اثر هر پارامتر، روش زیگلر-نیکولز و تنظیم لامبدا؛ همراه با شبیه‌سازی یک فرایند درجه‌یک با تأخیر.
۱ دقیقه مطالعه