Comment fonctionne le 4-20 mA?

Comment fonctionne le 4-20 mA?

Convertisseur de tension en 4-20ma

Le transmetteur est le dispositif qui contrôle le courant circulant dans la boucle. Il convertit un paramètre physique ou électrique en un signal 4-20 mA, où 4 mA représente la valeur zéro et 20 mA la pleine échelle. Les transmetteurs sont classés comme étant à 2 fils, 3 fils ou 4 fils. Un transmetteur à 2 fils obtient son énergie de fonctionnement à partir de la boucle de courant. Cet instrument alimenté par la boucle est une solution idéale lorsqu’une alimentation externe n’est pas accessible. Cependant, la quantité d’énergie disponible est très limitée. C’est utile lorsqu’on travaille dans des endroits dangereux où une sécurité intrinsèque est nécessaire. Inversement, la puissance limitée impose des contraintes sur les capacités du transmetteur. Il se peut que la puissance soit insuffisante pour piloter certains types de capteurs. Si un appareil alimenté par une boucle dispose d’un écran, il s’agit généralement d’un écran LCD. À un moment donné, en dessous d’un courant de boucle de 4 mA, l’appareil cesse de fonctionner.

Les dispositifs à 3 et 4 fils sont alimentés par une alimentation externe. Cela élimine le besoin d’une alimentation de boucle séparée. La disponibilité d’une alimentation supplémentaire signifie que ces unités peuvent offrir des capacités étendues et des fonctionnalités supplémentaires, telles qu’une excitation plus élevée du capteur, un affichage LED, des sorties relais et des communications numériques. Cependant, ces unités nécessitent un câblage supplémentaire par rapport aux dispositifs à 2 fils, la configuration est donc plus complexe et le coût d’installation est généralement plus élevé.

Pourquoi 4 20ma

Dans cet article, Derek vous aide à mieux comprendre les dispositifs à boucle de courant 4-20 mA et les systèmes de contrôle de processus. Il fait un peu d’histoire, explique pourquoi les choses sont ce qu’elles sont, présente des exemples simples de composants d’un système de contrôle de processus (capteur, émetteur, récepteur) et donne un exemple pratique avec un code fonctionnel.

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Toute personne ayant une expérience du contrôle de processus sait que les dispositifs à boucle de courant 4-20 mA dominent l’industrie. Ces dispositifs sont construits pour transmettre des informations de signaux analogiques par le biais de quantités variables de courant, qui sont ensuite lues et interprétées par une unité de réception. Le récepteur peut ensuite être configuré pour afficher les données du capteur dans un format convivial et/ou effectuer une action. Cette fonction est fondamentale pour l’automatisation des processus dans les systèmes simples ou complexes.

Dans un exemple simplifié à l’extrême, imaginons un scénario de pompe à eau où une vanne d’eau chaude doit être automatiquement ouverte ou fermée en fonction de la température de l’eau dans un tuyau transportant de l’eau chaude et de l’eau froide mélangées. Un capteur de température est installé dans la conduite d’eau mixte, transmettant un signal analogique (très probablement un signal mesuré en résistance). Les fils du capteur sont ensuite connectés à un transmetteur qui convertit le signal analogique en un signal de courant de 4 à 20 mA.

4 résistance de 20 ma 250 ohms

Tout paramètre de processus tel que la température, la pression, le débit, la densité est détecté, mesuré par un capteur et converti en un signal électrique sous forme de tension. La tension du capteur est envoyée au transmetteur pour être convertie en une forme standard de signal de sortie de courant.

(b). Le 4 mA est utilisé comme “zéro de la gamme”. Si le zéro de la gamme était vraiment zéro mA, il n’y aurait pas de courant, et donc pas de puissance pour piloter l’instrument de terrain. L’instrument de terrain nécessiterait des dispositifs à 3 ou 4 fils. Les coûts de câblage supplémentaires entrent en ligne de compte.

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(c). Une autre raison de choisir 4 mA est que lorsque le transmetteur a été introduit, il fonctionnait avec un signal de pression pneumatique pour la transmission. Plus tard, des puces électroniques ont été introduites qui nécessitent un minimum de 3 mA de courant pour fonctionner. Ainsi, une marge de 4 mA est prise comme référence.

3. Conversion analogique-numérique : L’unité centrale du PLC/DCS/régulateur autonome a besoin d’un signal numérique de 1 à 5 V. Le PLC/DCS convertit le signal analogique en signal numérique afin que le CPU puisse le lire. Pour la conversion du courant de 4-20 mA à 1-5 V, il faut une résistance de 250 ohms.

Boucle de courant deutsch

Il existe différents types de capteurs disponibles dans le domaine de l’instrumentation de processus, tels que les thermocouples, les RTD, les thermistances, les pyromètres, etc. pour les capteurs de température, les capteurs résistifs, capacitifs et inductifs pour les capteurs de pression, les DPT (transmetteurs de pression différentielle) et les mesures de débit.

Tous ces capteurs fournissent un signal analogique comme sortie pour afficher la lecture. Les signaux analogiques sont les informations fournies par les instruments sous forme de tension ou de courant. Ce sont les types d’entrée prédominants dans les industries. Parmi tous ces signaux analogiques, la boucle de courant 4-20 mA est le standard dominant dans l’industrie des procédés.

Aujourd’hui, beaucoup d’entre nous n’ont pas les connaissances de base fondamentales sur la façon de configurer une boucle de courant 4-20 mA, comment utiliser une boucle de courant 4-20 mA, quels sont les avantages et les inconvénients de la boucle de courant 4-20 mA. Cela peut vous coûter cher lorsque vous décidez de l’utiliser dans le domaine des procédés.

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Il y a l’alimentation principale étiquetée Vmain et trois charges différentes qui peuvent être le contrôleur, l’affichage, les compteurs, etc. dans le domaine réel. La tension d’alimentation est de 12 V fournie par le Vmain.