Đầu ra 4-20mA là gì?
1.) Giới thiệu
4-20mA (milliamp) là loại dòng điện thường được sử dụng để truyền tín hiệu analog trong các hệ thống tự động hóa và điều khiển quá trình công nghiệp. Nó là một vòng dòng điện áp thấp, tự cấp nguồn, có thể truyền tín hiệu qua khoảng cách xa và qua các môi trường nhiễu điện mà không làm suy giảm tín hiệu đáng kể.
Phạm vi 4-20mA đại diện cho khoảng 16 milliamp, với bốn milliamp đại diện cho giá trị tối thiểu hoặc bằng 0 của tín hiệu và 20 milliamp đại diện cho giá trị tối đa hoặc toàn thang đo của tín hiệu. Giá trị thực tế của tín hiệu tương tự được truyền đi được mã hóa thành một vị trí trong phạm vi này, với mức hiện tại tỷ lệ thuận với giá trị của tín hiệu.
Đầu ra 4-20mA thường được sử dụng để truyền tín hiệu analog từ cảm biến và các thiết bị hiện trường khác, chẳng hạn như đầu dò nhiệt độ và bộ chuyển đổi áp suất, để điều khiển và giám sát hệ thống. Nó cũng được sử dụng để truyền tín hiệu giữa các thành phần khác nhau trong hệ thống điều khiển, chẳng hạn như từ bộ điều khiển logic khả trình (PLC) đến bộ truyền động van.
Trong tự động hóa công nghiệp, đầu ra 4-20mA là tín hiệu thường được sử dụng để truyền thông tin từ cảm biến và các thiết bị khác. Đầu ra 4-20mA, còn được gọi là vòng lặp hiện tại, là một phương pháp mạnh mẽ và đáng tin cậy để truyền dữ liệu qua khoảng cách xa, ngay cả trong môi trường ồn ào. Bài đăng trên blog này sẽ khám phá những điều cơ bản về đầu ra 4-20mA, bao gồm cách thức hoạt động cũng như những ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng nó trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp.
Đầu ra 4-20mA là tín hiệu analog được truyền bằng dòng điện không đổi 4-20 milliamp (mA). Nó thường được sử dụng để truyền thông tin về phép đo đại lượng vật lý, chẳng hạn như áp suất, nhiệt độ hoặc tốc độ dòng chảy. Ví dụ, cảm biến nhiệt độ có thể truyền tín hiệu 4-20mA tỷ lệ thuận với nhiệt độ mà nó đo được.
Một trong những ưu điểm chính của việc sử dụng đầu ra 4-20mA là đây là tiêu chuẩn phổ biến trong tự động hóa công nghiệp. Điều đó có nghĩa là nhiều loại thiết bị, chẳng hạn như cảm biến, bộ điều khiển và bộ truyền động, được thiết kế để tương thích với tín hiệu 4-20mA. Nó giúp việc tích hợp các thiết bị mới vào hệ thống hiện có trở nên dễ dàng, miễn là chúng hỗ trợ đầu ra 4-20mA.
2.) Đầu ra 4-20mA hoạt động như thế nào?
Đầu ra 4-20mA được truyền bằng vòng dòng điện, bao gồm bộ phát và bộ thu. Bộ phát, thường là cảm biến hoặc thiết bị khác đo đại lượng vật lý, tạo ra tín hiệu 4-20mA và gửi đến bộ thu. Bộ thu, thường là bộ điều khiển hoặc thiết bị khác chịu trách nhiệm xử lý tín hiệu, nhận tín hiệu 4-20mA và giải thích thông tin chứa trong đó.
Để tín hiệu 4-20mA được truyền chính xác, điều quan trọng là phải duy trì dòng điện không đổi qua vòng lặp. Điều này đạt được bằng cách sử dụng một điện trở giới hạn dòng điện trong máy phát, điện trở này giới hạn lượng dòng điện có thể chạy qua mạch. Điện trở của điện trở giới hạn dòng điện được chọn để cho phép phạm vi mong muốn là 4-20mA chạy qua vòng lặp.
Một trong những lợi ích chính của việc sử dụng vòng lặp dòng điện là nó cho phép truyền tín hiệu 4-20mA trên khoảng cách xa mà không bị suy giảm tín hiệu. Đó là do tín hiệu được truyền dưới dạng dòng điện chứ không phải điện áp nên ít bị nhiễu và nhiễu hơn. Ngoài ra, các vòng dòng điện có thể truyền tín hiệu 4-20mA qua cáp xoắn đôi hoặc cáp đồng trục, giảm nguy cơ suy giảm tín hiệu.
3.) Ưu điểm của việc sử dụng đầu ra 4-20mA
Có một số lợi ích khi sử dụng đầu ra 4-20mA trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp. Một số lợi ích chính bao gồm:
Truyền tín hiệu đường dài:Đầu ra 4-20mA có thể truyền tín hiệu trên khoảng cách xa mà không bị suy giảm tín hiệu. Đó là lý tưởng để sử dụng trong các ứng dụng mà máy phát và máy thu cách xa nhau, chẳng hạn như trong các nhà máy công nghiệp lớn hoặc giàn khoan dầu ngoài khơi.
A: Khả năng chống ồn cao:Các vòng lặp hiện tại có khả năng chống nhiễu và nhiễu cao, khiến chúng trở nên lý tưởng để sử dụng trong môi trường ồn ào. Điều này đặc biệt quan trọng trong môi trường công nghiệp, nơi nhiễu điện từ động cơ và các thiết bị khác có thể gây ra vấn đề về truyền tín hiệu.
B: Khả năng tương thích với nhiều loại thiết bị:Vì đầu ra 4-20mA là tiêu chuẩn phổ biến trong tự động hóa công nghiệp nên nó tương thích với nhiều thiết bị. Nó giúp việc tích hợp các thiết bị mới vào hệ thống hiện có trở nên dễ dàng, miễn là chúng hỗ trợ đầu ra 4-20mA.
4.) Nhược điểm của việc sử dụng đầu ra 4-20mA
Mặc dù đầu ra 4-20mA có nhiều ưu điểm nhưng cũng có một số hạn chế khi sử dụng nó trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp. Chúng bao gồm:
A: Độ phân giải hạn chế:Đầu ra 4-20mA là tín hiệu tương tự được truyền bằng cách sử dụng một phạm vi giá trị liên tục. Tuy nhiên, độ phân giải của tín hiệu bị giới hạn bởi phạm vi 4-20mA, tức là chỉ 16mA. Điều này có thể không đủ cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác hoặc độ nhạy cao.
B: Sự phụ thuộc vào nguồn điện:Để tín hiệu 4-20mA được truyền chính xác, điều quan trọng là phải duy trì dòng điện không đổi qua vòng lặp. Điều này đòi hỏi một nguồn điện, có thể tốn thêm chi phí và độ phức tạp trong hệ thống. Ngoài ra, nguồn điện có thể bị hỏng hoặc bị gián đoạn, điều này có thể ảnh hưởng đến việc truyền tín hiệu 4-20mA.
5.) Kết luận
Đầu ra 4-20mA là loại tín hiệu được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp. Nó được truyền đi bằng dòng điện không đổi 4-20mA và được nhận bằng vòng dòng điện bao gồm máy phát và máy thu. Đầu ra 4-20mA có một số ưu điểm, bao gồm truyền tín hiệu đường dài, khả năng chống ồn cao và khả năng tương thích với nhiều loại thiết bị. Tuy nhiên, nó cũng có một số nhược điểm, bao gồm độ phân giải hạn chế và sự phụ thuộc vào nguồn điện. Nhìn chung, đầu ra 4-20mA là phương pháp đáng tin cậy và mạnh mẽ để truyền dữ liệu trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp.
Sự khác biệt giữa đầu ra 4-20ma, 0-10v, 0-5v và I2C là gì?
4-20mA, 0-10V và 0-5V đều là các tín hiệu analog thường được sử dụng trong tự động hóa công nghiệp và các ứng dụng khác. Chúng được sử dụng để truyền thông tin về phép đo đại lượng vật lý, chẳng hạn như áp suất, nhiệt độ hoặc tốc độ dòng chảy.
Sự khác biệt chính giữa các loại tín hiệu này là phạm vi giá trị mà chúng có thể truyền đi. Tín hiệu 4-20mA được truyền bằng dòng điện không đổi 4-20 milliamp, tín hiệu 0-10V được truyền bằng điện áp từ 0 đến 10 volt và tín hiệu 0-5V được truyền bằng điện áp từ 0 đến 5 volt.
I2C (Mạch tích hợp liên kết) là một giao thức truyền thông kỹ thuật số được sử dụng để truyền dữ liệu giữa các thiết bị. Nó thường được sử dụng trong các hệ thống nhúng và các ứng dụng khác nơi nhiều thiết bị cần giao tiếp với nhau. Không giống như tín hiệu tương tự, truyền thông tin dưới dạng một phạm vi giá trị liên tục, I2C sử dụng một loạt xung kỹ thuật số để truyền dữ liệu.
Mỗi loại tín hiệu này đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng và sự lựa chọn tốt nhất sẽ phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Ví dụ: tín hiệu 4-20mA thường được ưu tiên để truyền tín hiệu ở khoảng cách xa và khả năng chống nhiễu cao, trong khi tín hiệu 0-10V và 0-5V có thể mang lại độ phân giải cao hơn và độ chính xác tốt hơn. I2C thường được sử dụng để liên lạc trong khoảng cách ngắn giữa một số ít thiết bị.
1. Khoảng giá trị:Tín hiệu 4-20mA truyền dòng điện trong phạm vi từ 4 đến 20 milliamp, tín hiệu 0-10V truyền tải điện áp trong khoảng từ 0 đến 10 volt và tín hiệu 0-5V truyền tải điện áp trong khoảng từ 0 đến 5 volt. I2C là giao thức truyền thông kỹ thuật số và không truyền các giá trị liên tục.
2. Truyền tín hiệu:Tín hiệu 4-20mA và 0-10V được truyền tương ứng bằng vòng dòng điện hoặc điện áp. Tín hiệu 0-5V cũng được truyền bằng điện áp. I2C được truyền bằng một loạt xung kỹ thuật số.
3. Khả năng tương thích:Tín hiệu 4-20mA, 0-10V và 0-5V thường tương thích với nhiều thiết bị vì chúng được sử dụng rộng rãi trong tự động hóa công nghiệp và các ứng dụng khác. I2C chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống nhúng và các ứng dụng khác nơi nhiều thiết bị cần giao tiếp với nhau.
4. Độ phân giải:Tín hiệu 4-20mA có độ phân giải hạn chế do phạm vi giá trị hạn chế mà chúng có thể truyền (chỉ 16mA). Tín hiệu 0-10V và 0-5V có thể cung cấp độ phân giải cao hơn và độ chính xác tốt hơn, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng. I2C là một giao thức kỹ thuật số và không có độ phân giải giống như tín hiệu analog.
5. Khả năng chống ồn:Tín hiệu 4-20mA có khả năng chống nhiễu và nhiễu cao do sử dụng vòng lặp dòng điện để truyền tín hiệu. Tín hiệu 0-10V và 0-5V có thể dễ bị nhiễu hơn, tùy thuộc vào cách triển khai cụ thể. I2C thường có khả năng chống nhiễu vì nó sử dụng các xung kỹ thuật số để truyền tín hiệu.
Cái nào được sử dụng nhiều nhất?
Lựa chọn đầu ra nào là tốt nhất cho máy phát nhiệt độ và độ ẩm?
Thật khó để nói tùy chọn đầu ra nào được sử dụng nhiều nhất cho các máy phát nhiệt độ và độ ẩm vì nó phụ thuộc vào ứng dụng và yêu cầu cụ thể của hệ thống. Tuy nhiên, 4-20mA và 0-10V được sử dụng rộng rãi để truyền các phép đo nhiệt độ và độ ẩm trong tự động hóa công nghiệp và các ứng dụng khác.
4-20mA là lựa chọn phổ biến cho các máy phát nhiệt độ và độ ẩm do độ bền và khả năng truyền đường dài. Nó cũng có khả năng chống ồn và nhiễu nên phù hợp để sử dụng trong môi trường ồn ào.
0-10V là một lựa chọn khác được sử dụng rộng rãi cho các máy phát nhiệt độ và độ ẩm. Nó cung cấp độ phân giải cao hơn và độ chính xác tốt hơn 4-20mA, điều này có thể quan trọng trong các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao.
Cuối cùng, tùy chọn đầu ra tốt nhất cho bộ truyền nhiệt độ và độ ẩm sẽ phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Các yếu tố liên quan đến khoảng cách giữa máy phát và máy thu, mức độ chính xác và độ phân giải cần thiết cũng như môi trường hoạt động (ví dụ: sự hiện diện của tiếng ồn và nhiễu).
Ứng dụng chính của đầu ra 4-20mA là gì?
Đầu ra 4-20mA được sử dụng rộng rãi trong tự động hóa công nghiệp và các ứng dụng khác do tính mạnh mẽ và khả năng truyền đường dài của nó. Một số ứng dụng phổ biến của đầu ra 4-20mA bao gồm:
1. Kiểm soát quy trình:4-20mA thường được sử dụng để truyền các biến của quá trình, chẳng hạn như nhiệt độ, áp suất và tốc độ dòng chảy, từ cảm biến đến bộ điều khiển trong hệ thống điều khiển quá trình.
2. Thiết bị đo công nghiệp:4-20mA thường được sử dụng để truyền dữ liệu đo từ các thiết bị công nghiệp, chẳng hạn như đồng hồ đo lưu lượng và cảm biến mức, đến bộ điều khiển hoặc màn hình.
3. Tự động hóa tòa nhà:4-20mA được sử dụng trong hệ thống tự động hóa tòa nhà để truyền thông tin về nhiệt độ, độ ẩm và các điều kiện môi trường khác từ cảm biến đến bộ điều khiển.
4. Phát điện:4-20mA được sử dụng trong các nhà máy phát điện để truyền dữ liệu đo từ cảm biến và thiết bị đến bộ điều khiển và màn hình.
5. Dầu khí:4-20mA thường được sử dụng trong ngành dầu khí để truyền dữ liệu đo từ các cảm biến và thiết bị trên các giàn khoan và đường ống ngoài khơi.
6. Xử lý nước và nước thải:4-20mA được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước và nước thải để truyền dữ liệu đo từ cảm biến và thiết bị đến bộ điều khiển và màn hình.
7. Thực phẩm và đồ uống:4-20mA được sử dụng trong ngành thực phẩm và đồ uống để truyền dữ liệu đo từ cảm biến và dụng cụ đến bộ điều khiển và màn hình.
8. Ô tô:4-20mA được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô để truyền dữ liệu đo từ cảm biến và dụng cụ đến bộ điều khiển và màn hình.
Bạn có muốn tìm hiểu thêm về bộ truyền nhiệt độ và độ ẩm 4-20 của chúng tôi không? Liên hệ với chúng tôi qua emailka@hengko.comđể được giải đáp mọi thắc mắc của bạn và nhận thêm thông tin về sản phẩm của chúng tôi. Chúng tôi ở đây để giúp bạn đưa ra quyết định tốt nhất cho nhu cầu của bạn. Đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi - chúng tôi mong nhận được phản hồi từ bạn!
Thời gian đăng: Jan-04-2023
