Tại sao sử dụng tín hiệu 4-20 mA thay vì 0-20 mA hoặc 0-30 mA?
Các thông số như nhiệt đô, áp suất, lưu lượng, mật độ đều được đo bằng cảm biến sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu điện theo điện áp quy định. Hầu hết các ứng dụng công nghiệp hiện nay đều sử dụng tín hiệu 4-20 mA thay vì 0-20 mA, 0-5V hoặc 1-5V.
Lý do chọn 4 mA
(a). Nó dễ dàng để xác định được rằng tín hiệu trên đường dây không bị mất kết. Nếu là 0mA thì không thể phân biệt được khi đâu là tín hiệu và đâu là mất kết nối trên đường dây.
(b). 4 mA được sử dụng như là “range zero”. Nếu phạm vi 0 thực sự bằng 0 mA, thì sẽ không có dòng điện và do đó, thiết bị không được cung cấp nguồn để hoạt động.
Tỉ lệ và tính tính toán
Với tín hiệu từ 4-20mA dễ dàng để chia tỉ lệ và tính toán trong quá trình xử lí.
(a). Tỉ lệ: tín hiệu 4-20 mA
mA Phần trăm (%)
4 mA 0
8 mA 25
12 mA 50
16 mA 75
20 mA 100
(b). Quy đổi dòng điện mA và phần trăm tương ứng
(Giá trị đo – Giá trị giới hạn dưới)/Khoảng đo* 100 %
Ví dụ: Tín hiệu 15 mA: (15-4)/16*100% = 68.75 %
Chuyển đổi từ tín hiệu tương tự sang số
CPU trong PLC / DCS / Bộ điều khiển độc lập cần tín hiệu số 1-5 V. PLC / DCS chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số để CPU có thể đọc được. Để chuyển đổi dòng điện từ tín hiệu 4-20 mA sang 1-5 V cần điện trở 250 ohms
Như chúng ta đã biết: V= I R
V= 4 mA X 250 Ω = 1 V
8 mA X 250 Ω = 2 V
12 mA X 250 Ω = 3 V
16 mA X 250 Ω = 4 V
20 mA X 250 Ω = 5 V
Lý do chọn 20 mA
20 mA được sử dụng là giá trị lớn nhất bởi vì tim con người chỉ có thể chịu đựng được dòng tối đa 30mA. Nên để an toàn thì khi sử dụng thì giá trị 20mA được chọn.
Ưu điểm
– Nó chống lại nhiễu điện từ mạnh hơn.
– Dây cáp dài có điện trở sẽ gây sụt áp. Việc giảm điện áp ảnh hưởng đến việc đọc. Ưu điểm của việc sử dụng tín hiệu 4-20 mA là tín hiệu dòng điện không gặp phải vấn đề này.
Nhược điểm
Dòng điện có thể tạo ra từ trường, do đó chúng ta nên sử dụng dây xoắn và giữ nó cách xa các đường truyền thông khác.
Leave a Reply