4-20mA Nedir ? 4-20mA Proses Döngüsü

Elektriksel sinyalleşmede , bir cihazın bir çift iletken üzerinden uzaktan izlenmesi veya kontrol edilmesi gereken bir analog akım döngüsü kullanılır. Herhangi bir zamanda yalnızca bir geçerli seviye mevcut olabilir.

Yazı içi reklam

Akım döngülerinin önemli bir uygulaması, proses enstrümantasyonundan PID kontrolörlerine , SCADA sistemlerine ve programlanabilir mantık kontrolörlerine (PLC’ler) sinyalleri taşımak için yaygın olarak kullanıldığı, proses kontrol uygulamaları için endüstri fiili standardı 4-20 mA akım döngüsüdür .

Ayrıca kontrol vanaları gibi modülasyonlu saha cihazlarına kontrolör çıkışlarını iletmek için kullanılırlar. Bu döngüler, basitlik ve gürültü bağışıklığı avantajlarına sahiptir ve geniş bir uluslararası kullanıcı ve ekipman tedarikçisi tabanına sahiptir.

Bazı 4-20 mA saha cihazları, ayrı güç kaynaklarına olan ihtiyacı ortadan kaldırarak mevcut döngünün kendisinden güç alabilir ve “akıllı” HART protokolü , saha cihazları ve kontrolörler arasındaki iletişim için döngüyü kullanır. Çeşitli otomasyon protokolleri analog akım döngülerinin yerini alabilir, ancak 4-20 mA hala temel bir endüstriyel standarttır.

4–20 mA Proses Kontrol Döngüleri
Endüstriyel proses kontrolünde, elektronik sinyalleme için yaygın olarak analog 4-20 mA akım döngüleri kullanılır ve 4 ve 20 mA’lik iki değer, ölçüm veya kontrol aralığının %0-100’ünü temsil eder.

Bu döngüler hem saha enstrümantasyonundan sensör bilgilerini taşımak hem de valf gibi proses modüle edici cihazlara kontrol sinyallerini taşımak için kullanılır.

Aktif ve Pasif Cihazlar
Döngü için akım kaynağına bağlı olarak, cihazlar aktif (güç tedarik eden veya “kaynak sağlayan”) veya pasif (döngü gücüne dayanan veya “batan” olan) olarak sınıflandırılabilir.

Örneğin, bir grafik kaydedici , bir basınç vericisine döngü gücü sağlayabilir. Basınç vericisi, sinyali şerit grafik kaydediciye göndermek için döngüdeki akımı modüle eder, ancak kendi başına döngüye güç sağlamaz ve bu nedenle pasiftir.

Başka bir döngü iki pasif grafik kaydedici, bir pasif basınç vericisi ve 24 V pil içerebilir. (Pil aktif cihazdır). 4 telli bir enstrümanın akım döngüsünden ayrı bir güç kaynağı girişi olduğunu unutmayın .

Panel montajlı ekranlar ve grafik kaydediciler, yaygın olarak ‘gösterge aygıtları’ veya ‘süreç monitörleri’ olarak adlandırılır. Birkaç pasif gösterge cihazı seri olarak bağlanabilir, ancak bir döngüde yalnızca bir verici cihaz ve yalnızca bir güç kaynağı (aktif cihaz) olmalıdır.

Kontrol Sinyallerinin Tarihçesi
4-20 mA kuralı, 1950’lerde, elektroniklerin eski standardı elektriksel olarak taklit edecek kadar ucuz ve güvenilir hale geldiği, daha önceki oldukça başarılı 3-15 psi pnömatik kontrol sinyali standardından doğdu.

3–15 psi standardı , bazı uzak cihazlara güç sağlama ve “canlı” bir sıfıra sahip olma özelliklerine sahipti. Ancak 4-20 mA standardı, o zamanlar geliştirilmekte olan elektronik kontrolörlere daha uygundu.

Geçiş kademeli oldu ve 3–15 psi cihazların devasa kurulu tabanı nedeniyle 21. yüzyıla kadar uzandı. Pnömatik valflerin motorlu valflere göre çalıştırılması birçok maliyet ve güvenilirlik avantajına sahip olduğundan, pnömatik çalıştırma hala bir endüstri standardıdır.

4–20 mA’nın kontrolör tarafından üretildiği ancak pnömatik valflerin kullanımına izin verdiği hibrit sistemlerin oluşturulmasına izin vermek için, üreticiler tarafından çeşitli akım-basınç (I’den P’ye) dönüştürücüler mevcuttur. Bunlar genellikle kontrol vanasında yereldir ve 4–20 mA’yı 3–15 psi’ye (veya 0,2–1,0 bar) dönüştürür.

Bu sinyal daha sonra valf aktüatörüne veya daha yaygın olarak bir pnömatik konumlandırıcıya beslenir. Konumlandırıcı, aktüatör hareketine mekanik bir bağlantısı olan özel bir kontrolördür. Bu, sürtünme sorunlarının üstesinden gelinmesini ve valf kontrol elemanının istenen konuma hareket etmesini sağlar. Ayrıca valf aktivasyonu için daha yüksek hava basınçlarının kullanılmasına izin verir.

Ucuz endüstriyel mikro işlemcilerin gelişmesiyle, “akıllı” valf konumlandırıcılar 1980’lerin ortalarından itibaren kullanılabilir hale geldi ve yeni kurulumlar için çok popüler. Bunlara bir I’den P’ye dönüştürücü, artı valf konumu ve durum izleme dahildir. Bunlar, HART protokolü gibi kullanılarak mevcut döngü üzerinden kontrolöre geri beslenir.