Vad är 4-20mA-utgången?
1.) Introduktion
4-20mA (milliamp) är en typ av elektrisk ström som vanligtvis används för att överföra analoga signaler i industriella processtyrnings- och automationssystem. Det är en självförsörjande, lågspänningsströmslinga som kan överföra signaler över långa avstånd och genom elektriskt brusande miljöer utan att nämnvärt försämra signalen.
Området 4-20mA representerar ett spännvidd på 16 milliampere, där fyra milliampere representerar signalens lägsta eller nollvärde och 20 milliampere representerar signalens maximala eller fullskaliga värde. Det faktiska värdet på den analoga signalen som sänds kodas som en position inom detta område, med den aktuella nivån proportionell mot värdet på signalen.
4-20mA-utgång används ofta för att överföra analoga signaler från sensorer och andra fältenheter, såsom temperatursonder och tryckgivare, till styrning och övervakning av system. Den används också för att överföra signaler mellan olika komponenter inom ett styrsystem, till exempel från en programmerbar logisk styrenhet (PLC) till ett ventilställdon.
Inom industriell automation är 4-20mA-utgången en vanlig signal för att överföra information från sensorer och andra enheter. 4-20mA-utgång, även känd som en strömslinga, är en robust och pålitlig metod för att överföra data över långa avstånd, även i bullriga miljöer. Det här blogginlägget kommer att utforska grunderna för 4-20mA-utgång, inklusive hur det fungerar och fördelarna och nackdelarna med att använda det i industriella automationssystem.
4-20mA utgång är en analog signal som överförs med en konstant ström på 4-20 milliampere (mA). Det används ofta för att överföra information om mätning av en fysisk storhet, såsom tryck, temperatur eller flödeshastighet. Till exempel kan en temperatursensor sända en 4-20mA-signal proportionell mot temperaturen den mäter.
En av de främsta fördelarna med att använda 4-20mA-utgång är att det är en universell standard inom industriell automation. Det betyder att ett brett utbud av enheter, såsom sensorer, styrenheter och ställdon, är designade för att vara kompatibla med 4-20mA-signaler. Det gör det enkelt att integrera nya enheter i ett befintligt system, så länge de stöder 4-20mA-utgång.
2.）Hur fungerar 4-20mA-utgången?
4-20mA utgång sänds med hjälp av en strömslinga, som består av en sändare och en mottagare. Sändaren, vanligtvis en sensor eller annan enhet som mäter en fysisk kvantitet, genererar 4-20mA-signalen och skickar den till mottagaren. Mottagaren, vanligtvis en styrenhet eller annan enhet som ansvarar för att bearbeta signalen, tar emot 4-20mA-signalen och tolkar informationen den innehåller.
För att 4-20mA-signalen ska kunna överföras korrekt är det viktigt att hålla en konstant ström genom slingan. Det uppnås genom att använda ett strömbegränsande motstånd i sändaren, vilket begränsar mängden ström som kan flöda genom kretsen. Det strömbegränsande motståndets resistans är vald för att tillåta det önskade området 4-20mA att flöda genom slingan.
En av de viktigaste fördelarna med att använda en strömslinga är att den tillåter 4-20mA-signalen att sändas över långa avstånd utan att lida av signalförsämring. Det beror på att signalen överförs som en ström snarare än en spänning, som är mindre känslig för störningar och brus. Dessutom kan strömslingor överföra 4-20mA-signalen över tvinnade par eller koaxialkablar, vilket minskar risken för signalförsämring.
3.） Fördelar med att använda 4-20mA utgång
Det finns flera fördelar med att använda 4-20mA utgång i industriella automationssystem. Några av de viktigaste fördelarna inkluderar:
Långdistanssignalöverföring:4-20mA-utgången kan sända signaler över långa avstånd utan att lida av signalförsämring. Den är idealisk för användning i applikationer där sändaren och mottagaren är långt ifrån varandra, såsom i stora industrianläggningar eller oljeriggar till havs.
A: Hög bullerimmunitet:Strömslingor är mycket motståndskraftiga mot brus och störningar, vilket gör dem idealiska för användning i bullriga miljöer. Det är särskilt viktigt i industriella miljöer, där elektriskt brus från motorer och annan utrustning kan orsaka problem med signalöverföringen.
B: Kompatibilitet med ett brett utbud av enheter:Eftersom 4-20mA-utgång är en universell standard inom industriell automation, är den kompatibel med många enheter. Det gör det enkelt att integrera nya enheter i ett befintligt system, så länge de stöder 4-20mA-utgång.
4.) Nackdelar med att använda 4-20mA utgång
Medan 4-20mA-utgång har många fördelar, finns det också vissa nackdelar med att använda den i industriella automationssystem. Dessa inkluderar:
A: Begränsad upplösning:4-20mA utgång är en analog signal som överförs med ett kontinuerligt värdeintervall. Signalens upplösning är dock begränsad av intervallet 4-20mA, vilket bara är 16mA. Detta kanske inte är tillräckligt för tillämpningar som kräver en hög grad av precision eller känslighet.
B: Beroende på strömförsörjningen:För att 4-20mA-signalen ska kunna överföras korrekt är det viktigt att hålla en konstant ström genom slingan. Detta kräver en strömförsörjning, vilket kan vara en extra kostnad och komplexitet i systemet. Dessutom kan strömförsörjningen misslyckas eller bli avbruten, vilket kan påverka överföringen av 4-20mA-signalen.
5.) Slutsats
4-20mA utgång är en mycket använd typ av signal i industriella automationssystem. Den sänds med en konstant ström på 4-20mA och tas emot med en strömslinga bestående av en sändare och en mottagare. 4-20mA-utgång har flera fördelar, inklusive långdistanssignalöverföring, hög brusimmunitet och kompatibilitet med ett brett utbud av enheter. Det har dock också vissa nackdelar, inklusive begränsad upplösning och beroende av strömförsörjning. Sammantaget är 4-20mA-utgången en pålitlig och robust metod för att överföra data i industriella automationssystem.
Vad är skillnaden mellan 4-20ma, 0-10v, 0-5v och I2C-utgång?
4-20mA, 0-10V och 0-5V är alla analoga signaler som vanligtvis används i industriell automation och andra applikationer. De används för att överföra information om mätning av en fysisk storhet, såsom tryck, temperatur eller flödeshastighet.
Den största skillnaden mellan dessa typer av signaler är omfånget av värden som de kan överföra. 4-20mA-signaler sänds med en konstant ström på 4-20 milliampere, 0-10V-signaler sänds med en spänning som sträcker sig från 0 till 10 volt, och 0-5V-signaler sänds med en spänning från 0 till 5 volt.
I2C (Inter-Integrated Circuit) är ett digitalt kommunikationsprotokoll som används för att överföra data mellan enheter. Det används ofta i inbyggda system och andra applikationer där många enheter behöver kommunicera med varandra. Till skillnad från analoga signaler, som överför informationen som ett kontinuerligt värdeintervall, använder I2C en serie digitala pulser för att överföra data.
Var och en av dessa typer av signaler har sin egen uppsättning fördelar och nackdelar, och det bästa valet beror på applikationens specifika krav. Till exempel är 4-20mA-signaler ofta att föredra för långdistanssignalöverföring och hög brusimmunitet, medan 0-10V och 0-5V-signaler kan erbjuda högre upplösning och bättre noggrannhet. I2C används vanligtvis för kortdistanskommunikation mellan ett litet antal enheter.
1. Värdeintervall:4-20mA-signaler sänder en ström som sträcker sig från 4 till 20 milliampere, 0-10V-signaler sänder en spänning som sträcker sig från 0 till 10 volt, och 0-5V-signaler överför en spänning som sträcker sig från 0 till 5 volt. I2C är ett digitalt kommunikationsprotokoll och överför inte kontinuerliga värden.
2. Signalöverföring:4-20mA och 0-10V signaler överförs med hjälp av en strömslinga respektive en spänning. 0-5V-signaler överförs också med hjälp av en spänning. I2C sänds med hjälp av en serie digitala pulser.
3. Kompatibilitet:4-20mA, 0-10V och 0-5V signaler är vanligtvis kompatibla med många enheter, eftersom de används i stor utsträckning inom industriell automation och andra applikationer. I2C används främst i inbyggda system och andra applikationer där många enheter behöver kommunicera med varandra.
4. Upplösning:4-20mA-signaler har en begränsad upplösning på grund av det begränsade värdeintervallet de kan sända (endast 16mA). 0-10V och 0-5V signaler kan erbjuda högre upplösning och bättre noggrannhet, beroende på applikationens specifika krav. I2C är ett digitalt protokoll och har inte en upplösning på samma sätt som analoga signaler har.
5. Brusimmunitet:4-20mA-signaler är mycket resistenta mot brus och störningar på grund av att en strömslinga används för signalöverföring. 0-10V och 0-5V signaler kan vara mer känsliga för brus, beroende på den specifika implementeringen. I2C är i allmänhet resistent mot brus eftersom den använder digitala pulser för signalöverföring.
Vilken är den mest använda?
Vilket är det bästa utgångsalternativet för temperatur- och fuktighetssändare?
Det är svårt att säga vilket utgångsalternativ som används mest för temperatur- och luftfuktighetsgivare, eftersom det beror på systemets specifika tillämpning och krav. Emellertid används 4-20mA och 0-10V i stor utsträckning för att överföra temperatur- och luftfuktighetsmätningar inom industriell automation och andra applikationer.
4-20mA är ett populärt val för temperatur- och luftfuktighetsgivare på grund av dess robusthet och långdistansöverföringsförmåga. Den är också resistent mot buller och störningar, vilket gör den lämplig för användning i bullriga miljöer.
0-10V är ett annat allmänt använt alternativ för temperatur- och luftfuktighetssändare. Den erbjuder högre upplösning och bättre noggrannhet än 4-20mA, vilket kan vara viktigt i applikationer som kräver hög precision.
I slutändan kommer det bästa utgångsalternativet för en temperatur- och fuktighetsgivare att bero på applikationens specifika krav. Faktorer som beror på avståndet mellan sändaren och mottagaren, nivån av noggrannhet och upplösning som behövs och driftsmiljön (t.ex. förekomsten av brus och störningar).
Vad är huvudapplikationen för 4-20mA-utgång?
4-20mA-utgång används ofta i industriell automation och andra applikationer på grund av dess robusthet och långdistansöverföringskapacitet. Några vanliga tillämpningar av 4-20mA-utgång inkluderar:
1. Processkontroll:4-20mA används ofta för att överföra processvariabler, såsom temperatur, tryck och flödeshastighet, från sensorer till regulatorer i processtyrningssystem.
2. Industriell instrumentering:4-20mA används vanligtvis för att överföra mätdata från industriella instrument, såsom flödesmätare och nivåsensorer, till styrenheter eller displayer.
3. Byggnadsautomation:4-20mA används i byggnadsautomationssystem för att överföra information om temperatur, luftfuktighet och andra miljöförhållanden från sensorer till styrenheter.
4. Kraftproduktion:4-20mA används i kraftverk för att överföra mätdata från sensorer och instrument till styrenheter och displayer.
5. Olja och gas:4-20mA används ofta inom olje- och gasindustrin för att överföra mätdata från sensorer och instrument i offshoreplattformar och rörledningar.
6. Vatten- och avloppsrening:4-20mA används i vatten- och avloppsreningsverk för att överföra mätdata från sensorer och instrument till styrenheter och displayer.
7. Mat och dryck:4-20mA används inom livsmedels- och dryckesindustrin för att överföra mätdata från sensorer och instrument till styrenheter och displayer.
8. Fordon:4-20mA används inom bilindustrin för att överföra mätdata från sensorer och instrument till styrenheter och displayer.
Är du intresserad av att lära dig mer om vår 4-20 temperatur- och luftfuktighetsgivare? Kontakta oss via e-postka@hengko.comför att få alla dina frågor besvarade och för att få mer information om vår produkt. Vi är här för att hjälpa dig att fatta det bästa beslutet för dina behov. Tveka inte att kontakta oss – vi ser fram emot att höra från dig!
Posttid: Jan-04-2023
