4-20 mA சுற்று எவ்வாறு செயல்படுகிறது

"தற்போதைய வளையம்" 1950 களில் தரவு பரிமாற்ற இடைமுகமாக பயன்படுத்தப்பட்டது. முதலில், இடைமுகத்தின் இயக்க மின்னோட்டம் 60 mA ஆக இருந்தது, பின்னர், 1962 இல் தொடங்கி, 20 mA தற்போதைய லூப் இடைமுகம் டெலிடைப்பில் பரவலாக மாறியது.

1980 களில், பல்வேறு சென்சார்கள், ஆட்டோமேஷன் உபகரணங்கள் மற்றும் ஆக்சுவேட்டர்கள் தொழில்நுட்ப உபகரணங்களில் பரவலாக அறிமுகப்படுத்தப்பட்டபோது, ​​"தற்போதைய சுற்று" இடைமுகம் அதன் இயக்க மின்னோட்டங்களின் வரம்பைக் குறைத்தது - இது 4 முதல் 20 mA வரை மாறுபடத் தொடங்கியது.

RS-485 இடைமுக தரநிலையின் வருகையுடன் 1983 ஆம் ஆண்டிலிருந்து "தற்போதைய வளையத்தின்" மேலும் பரவல் குறையத் தொடங்கியது, இன்று "தற்போதைய வளையம்" புதிய சாதனங்களில் கிட்டத்தட்ட பயன்படுத்தப்படவில்லை.

தற்போதைய லூப் டிரான்ஸ்மிட்டர் RS-485 டிரான்ஸ்மிட்டரிலிருந்து வேறுபடுகிறது, இது மின்னழுத்த மூலத்தை விட தற்போதைய மூலத்தைப் பயன்படுத்துகிறது.

மின்னோட்டம், மின்னழுத்தத்தைப் போலல்லாமல், மூலத்திலிருந்து சுற்று வழியாக நகரும், சுமை அளவுருக்களைப் பொறுத்து அதன் தற்போதைய மதிப்பை மாற்றாது. எனவே, "தற்போதைய வளையம்" கேபிள் எதிர்ப்பு, சுமை எதிர்ப்பு அல்லது தூண்டல் சத்தம் EMF ஆகியவற்றிற்கு உணர்திறன் இல்லை.

கூடுதலாக, லூப் மின்னோட்டம் தற்போதைய மூலத்தின் விநியோக மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்தது அல்ல, ஆனால் கேபிள் வழியாக கசிவுகள் காரணமாக மட்டுமே மாற முடியும், அவை பொதுவாக முக்கியமற்றவை. தற்போதைய சுழற்சியின் இந்த பண்பு அதன் செயல்பாட்டின் வழிகளை முழுமையாக தீர்மானிக்கிறது.

மின்தேக்கி பிக்கப்பின் EMF தற்போதைய மூலத்துடன் இணையாக இங்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் அதன் ஒட்டுண்ணி விளைவை பலவீனப்படுத்த கவசம் பயன்படுத்தப்படுகிறது என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

இந்த காரணத்திற்காக, சிக்னல் டிரான்ஸ்மிஷன் லைன் பொதுவாக ஒரு கவசம் செய்யப்பட்ட முறுக்கப்பட்ட ஜோடியாகும், இது ஒரு வித்தியாசமான ரிசீவருடன் இணைந்து செயல்படுவதால், பொதுவான பயன்முறை மற்றும் தூண்டல் இரைச்சலை மட்டும் குறைக்கிறது.

சிக்னலின் பெறும் பக்கத்தில், லூப் மின்னோட்டம் அளவீடு செய்யப்பட்ட மின்தடையத்தைப் பயன்படுத்தி மின்னழுத்தமாக மாற்றப்படுகிறது. மற்றும் 20 mA மின்னோட்டத்தில், நிலையான தொடர் 2.5 V இன் மின்னழுத்தம் பெறப்படுகிறது; 5V; 10V; - முறையே 125, 250 அல்லது 500 ஓம் மின்தடையை பயன்படுத்தினால் போதும்.

"தற்போதைய லூப்" இடைமுகத்தின் முதல் மற்றும் முக்கிய தீமை அதன் குறைந்த வேகம் ஆகும், இது கடத்தும் பக்கத்தில் அமைந்துள்ள மேலே குறிப்பிடப்பட்ட மின்னோட்ட மூலத்திலிருந்து பரிமாற்ற கேபிளின் திறனை சார்ஜ் செய்யும் வேகத்தால் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது.

எனவே, 2 கிமீ நீளமுள்ள கேபிளைப் பயன்படுத்தும் போது, ​​75 pF / m நேரியல் கொள்ளளவுடன், அதன் கொள்ளளவு 150 nF ஆக இருக்கும், அதாவது 20 mA மின்னோட்டத்தில் இந்த கொள்ளளவை 5 வோல்ட்களுக்கு சார்ஜ் செய்ய 38 μs ஆகும், இது ஒத்திருக்கிறது. 4.5 kbps தரவு பரிமாற்ற வீதத்திற்கு.

"தற்போதைய லூப்" மூலம் கிடைக்கக்கூடிய அதிகபட்ச தரவு பரிமாற்ற வீதத்தின் வரைகலை சார்பு கீழே உள்ளது, வெவ்வேறு நிலைகளில் சிதைவு (நடுக்கம்) மற்றும் வெவ்வேறு மின்னழுத்தங்களில் பயன்படுத்தப்படும் கேபிளின் நீளம், மதிப்பீடு அதே வழியில் மேற்கொள்ளப்பட்டது. RS இடைமுகம் -485.

"தற்போதைய வளையத்தின்" மற்றொரு குறைபாடு இணைப்பிகளின் வடிவமைப்பிற்கும் கேபிள்களின் மின் அளவுருக்களுக்கும் ஒரு குறிப்பிட்ட தரநிலை இல்லாதது, இது இந்த இடைமுகத்தின் நடைமுறை பயன்பாட்டையும் கட்டுப்படுத்துகிறது. நியாயமாக, பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டவை 0 முதல் 20 mA வரை மற்றும் 4 முதல் 20 mA வரை இருக்கும் என்பதை கவனத்தில் கொள்ளலாம். 0 - 60 mA வரம்பு மிகவும் குறைவாகவே பயன்படுத்தப்படுகிறது.

"தற்போதைய லூப்" இடைமுகத்தின் பயன்பாடு தேவைப்படும் மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய முன்னேற்றங்கள், இன்று பெரும்பாலும் 4 ... 20 mA இடைமுகத்தை மட்டுமே பயன்படுத்துகின்றன, இது ஒரு வரி முறிவை எளிதாகக் கண்டறிய உதவுகிறது. கூடுதலாக, "தற்போதைய வளையம் " டெவலப்பரின் தேவைகளைப் பொறுத்து டிஜிட்டல் அல்லது அனலாக் ஆக இருக்கலாம் (அது பின்னர்).

எந்த வகையான «தற்போதைய லூப்» (அனலாக் அல்லது டிஜிட்டல்) நடைமுறையில் குறைந்த தரவு பரிமாற்ற வீதம், தொடரில் இணைக்கப்பட்ட பல ரிசீவர்களுடன் ஒரே நேரத்தில் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது, மேலும் நீண்ட கோடுகளின் பொருத்தம் தேவையில்லை.

"தற்போதைய சுழற்சியின்" அனலாக் பதிப்பு

அனலாக் "தற்போதைய லூப்" தொழில்நுட்பத்தில் பயன்பாட்டைக் கண்டறிந்துள்ளது, எடுத்துக்காட்டாக, சென்சார்களிலிருந்து கட்டுப்படுத்திகளுக்கு அல்லது கட்டுப்படுத்திகள் மற்றும் ஆக்சுவேட்டர்களுக்கு இடையில் சமிக்ஞைகளை அனுப்புவதற்கு. இங்கே, தற்போதைய சுழற்சி பல நன்மைகளை வழங்குகிறது.

முதலாவதாக, அளவிடப்பட்ட மதிப்பின் மாறுபாட்டின் வரம்பு, அது நிலையான வரம்பிற்குக் குறைக்கப்படும்போது, ​​கணினியின் கூறுகளை மாற்ற உங்களை அனுமதிக்கிறது. கணிசமான தூரத்திற்கு அதிக துல்லியத்துடன் (+ -0.05% பிழைக்கு மேல் இல்லை) சமிக்ஞையை அனுப்பும் திறனும் குறிப்பிடத்தக்கது. இறுதியாக, தற்போதைய சுழற்சி தரநிலையானது பெரும்பாலான தொழில்துறை ஆட்டோமேஷன் விற்பனையாளர்களால் ஆதரிக்கப்படுகிறது.

4 ... 20 mA மின்னோட்ட வளையமானது குறைந்தபட்ச மின்னோட்டமானது 4 mA சிக்னல் குறிப்பு புள்ளியாக உள்ளது.இதனால், கேபிள் உடைந்தால், மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும். 0 ... 20 mA மின்னோட்ட சுழற்சியைப் பயன்படுத்தும் போது, ​​கேபிள் முறிவைக் கண்டறிவது மிகவும் கடினமாக இருக்கும், ஏனெனில் 0 mA என்பது கடத்தப்பட்ட சமிக்ஞையின் குறைந்தபட்ச மதிப்பைக் குறிக்கலாம். 4 … 20 mA வரம்பின் மற்றொரு நன்மை என்னவென்றால், 4 mA அளவில் கூட எந்த பிரச்சனையும் இல்லாமல் சென்சாரை இயக்க முடியும்.

கீழே இரண்டு அனலாக் தற்போதைய வரைபடங்கள் உள்ளன. முதல் பதிப்பில், மின்சாரம் டிரான்ஸ்மிட்டரில் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது, இரண்டாவது பதிப்பில், மின்சாரம் வெளிப்புறமாக உள்ளது.

உள்ளமைக்கப்பட்ட மின்சாரம் நிறுவலின் அடிப்படையில் வசதியானது, மேலும் தற்போதைய லூப் பயன்படுத்தப்படும் சாதனத்தின் நோக்கம் மற்றும் இயக்க நிலைமைகளைப் பொறுத்து அதன் அளவுருக்களை மாற்ற வெளிப்புறமானது உங்களை அனுமதிக்கிறது.

தற்போதைய சுழற்சியின் செயல்பாட்டின் கொள்கை இரண்டு சுற்றுகளுக்கும் ஒரே மாதிரியானது. வெறுமனே, ஒரு op-amp ஆனது எண்ணற்ற பெரிய உள் எதிர்ப்பையும் அதன் உள்ளீடுகளில் பூஜ்ஜிய மின்னோட்டத்தையும் கொண்டுள்ளது, அதாவது அதன் உள்ளீடுகளில் மின்னழுத்தம் ஆரம்பத்தில் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்.

இவ்வாறு, டிரான்ஸ்மிட்டரில் உள்ள மின்தடையத்தின் மூலம் மின்னோட்டமானது உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தின் மதிப்பை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது மற்றும் முழு சுழற்சியில் உள்ள மின்னோட்டத்திற்கு சமமாக இருக்கும், அதே நேரத்தில் அது சுமை எதிர்ப்பை சார்ந்து இருக்காது. எனவே, ரிசீவர் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தை எளிதாக தீர்மானிக்க முடியும்.

ரிசீவர் மற்றும் கேபிளால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட பிழை மிகவும் சிறியதாக இருப்பதால், ரிசீவர் கேபிளை இணைக்காமல் டிரான்ஸ்மிட்டரை அளவீடு செய்ய அனுமதிக்கும் நன்மை op-amp சுற்றுக்கு உள்ளது.

வெளியீட்டு மின்னழுத்தமானது டிரான்ஸ்மிஷன் டிரான்சிஸ்டரின் இயல்பான செயல்பாட்டிற்கான தேவைகளின் அடிப்படையில் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது, அதே போல் கம்பிகள், டிரான்சிஸ்டர் மற்றும் மின்தடையங்கள் ஆகியவற்றின் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியை ஈடுசெய்யும் நிபந்தனையுடன்.

மின்தடையங்கள் 500 ஓம்ஸ் மற்றும் கேபிள் 100 ஓம்ஸ் என்று கூறுங்கள். பின்னர், 20 mA மின்னோட்டத்தைப் பெற, 22 V இன் மின்னழுத்த ஆதாரம் தேவைப்படுகிறது. அருகிலுள்ள நிலையான மின்னழுத்தம் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது - 24 V. மின்னழுத்த வரம்பிலிருந்து அதிகப்படியான சக்தி டிரான்சிஸ்டரில் வெறுமனே சிதறடிக்கப்படும்.

இரண்டு விளக்கப்படங்களும் காட்டுகின்றன என்பதை நினைவில் கொள்க கால்வனிக் தனிமைப்படுத்தல் டிரான்ஸ்மிட்டர் நிலை மற்றும் டிரான்ஸ்மிட்டரின் உள்ளீடு இடையே. டிரான்ஸ்மிட்டருக்கும் ரிசீவருக்கும் இடையில் தவறான தொடர்பைத் தவிர்க்க இது செய்யப்படுகிறது.

ஒரு அனலாக் கரண்ட் லூப்பை உருவாக்குவதற்கான டிரான்ஸ்மிட்டருக்கு உதாரணமாக, 4 ... 20 mA அல்லது 0 ... 20 mA ஐப் பயன்படுத்தி ஒரு ஆக்சுவேட்டருடன் கணினியை இணைக்க நான்கு அனலாக் வெளியீட்டு சேனல்கள் கொண்ட முடிக்கப்பட்ட தயாரிப்பு NL-4AO ஐ மேற்கோள் காட்டலாம். தற்போதைய சுழற்சி « நெறிமுறை.

தொகுதி RS-485 நெறிமுறை மூலம் கணினியுடன் தொடர்பு கொள்கிறது. சாதனம் மாற்றும் பிழைகளை ஈடுசெய்ய தற்போதைய அளவீடு செய்யப்படுகிறது மற்றும் கணினியால் வழங்கப்பட்ட கட்டளைகளை செயல்படுத்துகிறது. அளவுத்திருத்த குணகங்கள் சாதன நினைவகத்தில் சேமிக்கப்படும். டிஏசியைப் பயன்படுத்தி டிஜிட்டல் தரவு அனலாக் ஆக மாற்றப்படுகிறது.

"தற்போதைய சுழற்சியின்" டிஜிட்டல் பதிப்பு

டிஜிட்டல் மின்னோட்ட வளையமானது, ஒரு விதியாக, 0 ... 20 mA பயன்முறையில் செயல்படுகிறது, ஏனெனில் இந்த வடிவத்தில் டிஜிட்டல் சிக்னலை மீண்டும் உருவாக்குவது எளிது. தர்க்க நிலைகளின் துல்லியம் இங்கு அவ்வளவு முக்கியமல்ல, எனவே லூப் மின்னோட்ட மூலமானது மிக உயர்ந்த உள் எதிர்ப்பையும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த துல்லியத்தையும் கொண்டிருக்க முடியும்.

மேலே உள்ள வரைபடத்தில், 24 V இன் விநியோக மின்னழுத்தத்துடன், பெறுநரின் உள்ளீட்டில் 0.8 V கைவிடப்படுகிறது, அதாவது 1.2 kΩ மின்தடையுடன், மின்னோட்டம் 20 mA ஆக இருக்கும். கேபிளில் உள்ள மின்னழுத்த வீழ்ச்சி, அதன் எதிர்ப்பானது மொத்த லூப் எதிர்ப்பில் 10% ஆக இருந்தாலும், புறக்கணிக்கப்படலாம், அதே போல் ஆப்டோகூப்ளரில் மின்னழுத்தம் குறையும்.நடைமுறையில், இந்த நிலைமைகளின் கீழ், டிரான்ஸ்மிட்டரை தற்போதைய ஆதாரமாகக் கருதலாம்.