Аналоговая передача сигналов от оборудования, такого как датчики температуры и влажности, в системах промышленного управления.

Аналоговая передача сигналов датчиков температуры и влажности и другого оборудования в системах промышленного управления

Появление и развитие технологий промышленного контроля привели к третьей промышленной революции, которая повысила безопасность и точность в обрабатывающей промышленности, строительстве и других отраслях, а также устранила необходимость в полуавтоматическом или ручном мониторинге температуры, давления и газов. Эти факторы окружающей среды трансформируются в автоматизированные системы, что не только повышает эффективность, но и снижает затраты. К соответствующему оборудованию промышленного контроля относятся датчики температуры и влажности, датчики давления, датчики газов и т.д.

Перед началом текста вставим научно-популярный факт: люди всегда не различали передатчики и датчики. Из-за схожих функций их часто путали. Однако между передатчиками и датчиками всё ещё существуют большие различия.

Передатчик преобразует выходной сигнал датчика в сигнал, распознаваемый контроллером (или преобразует неэлектрический входной сигнал от датчика в электрический сигнал и усиливает источник сигнала для дистанционного измерения и управления). Датчик и передатчик вместе образуют источник контрольного сигнала для автоматического управления. Для разных физических величин требуются разные датчики и соответствующие передатчики. Существует множество типов передатчиков. Передатчики, используемые в промышленных контрольно-измерительных приборах, в основном включают датчики температуры, давления, расхода, тока, напряжения и т. д.

Проще говоря, датчик — это устройство, которое измеряет переменную (температуру, давление, газ и т. д.) и преобразует её в нестандартный электрический сигнал; а передатчик использует этот датчик для преобразования нестандартного электрического сигнала в стандартную аналоговую величину, которая затем передаётся в систему промышленного управления. В данной статье будет рассмотрен вопрос о классификации аналоговых величин и способах их передачи.

Прежде всего, необходимо понимать, что передающий сигнал и аналоговая величина 4-20 мА — это два разных понятия. Передающий сигнал, как правило, является аналоговым сигналом, и аналоговый сигнал может представлять собой ток 4-20 мА, а также напряжение 0-5 В/0-10 В. Однако в условиях промышленного управления работники предпочитают использовать аналоговые сигналы 4-20 мА и редко используют 0-5 В и 0-10 В.

Почему вы предпочитаете использовать ток 4-20 мА для передачи аналоговых величин в системах промышленного управления, но редко используете 0-5 В или 0-10 В?

Во-первых, электромагнитные помехи на заводах или строительных площадках, как правило, очень серьезны, и сигналы напряжения более подвержены помехам, чем сигналы тока. Кроме того, дальность передачи сигнала тока больше, чем дальность передачи сигнала напряжения без затухания сигнала.

Во-вторых, диапазон сигнального тока обычных измерительных приборов составляет 4-20 мА. 4-20 мА означает, что минимальный ток равен 4 мА, а максимальный — 20 мА. Так почему же выбран диапазон 4-20 мА вместо 0-20 мА? 4 мА вместо 0 мА используется для обнаружения обрыва цепи. Если минимальное значение равно 0, то обрыв цепи не будет обнаружен. Другая причина заключается в том, что используется минимальное значение 4 мА, поскольку это позволяет обнаружить точку разрыва цепи. Максимальное значение 20 мА используется для соответствия требованиям взрывобезопасности, поскольку энергии искрового разряда, вызванного включением/выключением сигнала тока 20 мА, недостаточно для воспламенения горючего газа до точки взрыва. Если значение превышает 20 мА, возникает опасность взрыва.

Наконец, при передаче сигнала следует учитывать наличие сопротивления в проводе. При использовании передачи напряжения на проводе возникнет определенное падение напряжения, и, следовательно, в сигнале на приемном конце возникнет определенная ошибка. Поэтому в промышленных системах управления для передачи сигналов на большие расстояния (менее 100 метров) обычно используется передача токовых сигналов, а для передачи на короткие расстояния, например, между приборами в диспетчерской, можно рассмотреть передачу сигналов напряжения 0-5 В.

В современных системах промышленного управления передатчик стал незаменимым элементом, и при выборе подходящего передатчика следует учитывать не только его функциональность, но и режим передачи аналоговых величин. Передача аналоговых величин делится на ток (4-20 мА) и напряжение (0-5 В/0-10 В). Наибольшее различие между ними заключается в помехоустойчивости и дальности передачи. С точки зрения помехоустойчивости, сигнал тока сильнее, чем сигнал напряжения, а на расстоянии передачи затухание сигнала тока значительно меньше, чем у сигнала напряжения. Поэтому большинство современных приборов при выборе сигналов выбирают передачу тока.

Большинство людей, впервые увидевших систему в действии, поражаются тому, насколько хорошо она управляется.

Больше не нужно беспокоиться о состоянии вашего штатного датчика — с помощью решения Rika Sensors ваши системы мониторинга окружающей среды будут выглядеть как штатные датчики, чего раньше не было. Посетите сайт Rika Sensors, чтобы узнать больше.

Программы лояльности и скидок дают клиентам больше причин вернуться за сенсорными решениями, особенно на конкурентных рынках розничной торговли и услуг.

Для понимания компонентов и их роли крайне важно знать основные принципы их работы.