ثلاث دقائق لأوضح لكم لماذا الإشارة القياسية هي 4-20 مللي أمبير؟

ثلاث دقائق لأوضح لكم لماذا الإشارة القياسية هي 4-20 مللي أمبير؟

في عملية التحكم في الإنتاج الصناعي، وخاصة في عمليات الإنتاج المستمر، غالباً ما يكون من الضروري التحكم في بعض الكميات الفيزيائية مثل درجة الحرارة والضغط والتدفق، وغيرها. تتغير هذه الكميات الفيزيائية باستمرار مع مرور الوقت. في مجال التحكم، تُسمى هذه الكميات الفيزيائية المتغيرة باستمرار بالكميات التناظرية.

إشارة التيار التناظرية 4-20 مللي أمبير شائعة الاستخدام، وهي إشارة قياسية. تعني أن الحد الأدنى للتيار هو 4 مللي أمبير، والحد الأقصى هو 20 مللي أمبير. عند نقل الإشارات، ونظرًا لوجود مقاومة في الأسلاك، فإن استخدام نقل الجهد سيؤدي إلى انخفاض طفيف في الجهد، مما ينتج عنه خطأ في الإشارة عند جهاز الاستقبال. لذلك، تُستخدم إشارات التيار عادةً كإشارة قياسية لنقل البيانات في أجهزة الاستشعار.

نظرًا لقدرة الإشارة الحالية العالية على مقاومة التداخل، ومقاومتها للعوامل الخارجية، وإمكانية نقلها عن بُعد، فإنها تُستخدم على نطاق واسع في أجهزة الاستشعار الصناعية. وللتكيف مع مختلف الظروف في مجال التحكم الصناعي، تتوفر أجهزة استشعار التيار 4-20 مللي أمبير عادةً بأنظمة رباعية الأسلاك، وثلاثية الأسلاك، وثنائية الأسلاك.

السبب في أن مصدر التيار الكهربائي أفضل من مصدر الجهد لنقل الإشارات عن بعد هو أن مصدر التيار الكهربائي أفضل من مصدر الجهد.

نظرًا لطول المسافة بين الحقل وغرفة التحكم، وارتفاع مقاومة سلك التوصيل، فإن استخدام إشارة مصدر جهد للإرسال عن بُعد سيؤدي إلى خطأ كبير بسبب مقسم الجهد في السلك بين المقاومة ومقاومة الإدخال لجهاز الاستقبال. لذا، يُستخدم مصدر تيار ثابت للإرسال عن بُعد. طالما أن مسار الإرسال غير متفرع، فإن التيار في المسار لن يتغير بتغير طول السلك، مما يضمن دقة الإرسال.

السبب وراء اختيار 20 مللي أمبير لتيار إشارة الاستحواذ

لا يمكن لجهاز قياس الشرارة الآمن استخدام سوى الجهد والتيار المنخفضين. طاقة الشرارة الناتجة عن تشغيل وإيقاف تيار 20 مللي أمبير غير كافية لإشعال الغاز، مما يجعله آمناً للغاية؛ وقد تم اختيار تيار 20 مللي أمبير بناءً على اعتبارات السلامة والعملية واستهلاك الطاقة والتكلفة.

لماذا لا تكون نقطة البداية من 4 إلى 20 مللي أمبير هي 0 مللي أمبير؟

عند توصيل المستشعر، قد يحدث ضعف في التوصيل أو انقطاع في الاتصال لأسباب مختلفة. بعد الانقطاع، لا يستطيع جهاز الاستقبال استقبال إشارة التيار، مما يؤدي إلى تداخل بين قيمة 0 مللي أمبير وحالة الانقطاع، وبالتالي يصعب تحديدها. لذا، يُسهل ضبط نقطة البداية على 4 مللي أمبير تحديد حالة الانقطاع. كما أن هذا الضبط يُحسّن نقل الإشارة عبر سلكين.

مزايا الإشارة الحالية (إشارة 4~20 مللي أمبير)

1. إشارة التيار مناسبة للإرسال لمسافات طويلة، لأنها لا تتأثر بمقاومة السلك، بينما تنقسم إشارة الجهد عند وجود مقاومة في السلك نفسه، مما يؤدي إلى قياسات غير دقيقة. عمومًا، تُضبط أقصى مسافة إرسال لإشارة التيار (4-20 مللي أمبير) ضمن نطاق 100 متر، ويُنصح باستخدام الإشارات الرقمية (اتصالات 485) للمسافات الأبعد.

2. تستخدم إشارات التيار عادةً أنظمة ثنائية الأسلاك، بينما تستخدم إشارات الجهد عادةً أنظمة ثلاثية الأسلاك. في المقابل، يوفر النظام ثنائي الأسلاك المواد ويقلل التكلفة مقارنةً بالنظام ثلاثي الأسلاك.

3. بالمقارنة مع ظروف التشغيل الأكثر تعقيدًا، تتمتع إشارة التيار بقدرة أكبر على مقاومة التداخل مقارنةً بإشارة الجهد. في ظروف التشغيل التي تشهد تداخلًا، يُنصح المستخدم باختيار إشارة تيار تتراوح بين 4 و20 مللي أمبير.

4. يمكن أن تتجاوز الإشارة الحالية نطاق القياس، وفي هذه الحالة لا يتم إخراج أي إشارة. على سبيل المثال، يمكن لجهاز إرسال ضغط بنطاق 1 ميجا باسكال وخرج 4-20 مللي أمبير أن يُخرج 24 مللي أمبير عند تجاوزه نطاق القياس.

تختلف إشارة الجهد قليلاً باختلاف مصدر الطاقة. على سبيل المثال، جهاز إرسال ضغط بنطاق قياس 1 ميجا باسكال وخرج من 0 إلى 10 فولت، لا يمكنه إخراج إشارة أعلى من 9 فولت عند استخدام مصدر طاقة بجهد 9 فولت.

5. عندما لا تكون مادة السلك هي نفسها (مثل النحاس والنيكل)، يتم توليد مجال مغناطيسي بشكل عام، وستكون إشارة الجهد بها أخطاء في الحالات التي تتطلب دقة أعلى، ولكن إشارة التيار لن تكون كذلك.

تتغير لعبة التسويق التصنيعي لحلول أجهزة الاستشعار مع كل ابتكار، ويجب أن تكون الشركات المصنعة لجميع المنتجات مستعدة لاقتناص الفرص.

أكد جميع الخبراء الذين استشارتهم شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة أن أفضل خطط التعافي هي تلك التي يتم وضعها قبل الحاجة إليها، وليس بعد ذلك.

تستخدم شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة تحليل المشاعر لفهم ما يهم عملائها والاستفادة من تلك المعلومات لإعادة تحديد موقع منتجاتها، أو إنشاء محتوى جديد، أو حتى تقديم منتجات وخدمات جديدة.