ఎందుకు 4-20mA?

4-20mA అంటే ఏమిటి?

4-20mA DC (1-5V DC) సిగ్నల్ స్టాండర్డ్ ఇంటర్నేషనల్ ఎలక్ట్రోటెక్నికల్ కమిషన్ (IEC)చే నిర్వచించబడింది మరియు ప్రక్రియ నియంత్రణ వ్యవస్థలలో అనలాగ్ సిగ్నల్స్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.

సాధారణంగా, సాధనాలు మరియు మీటర్ల సిగ్నల్ కరెంట్ 4-20mAకి సెట్ చేయబడింది, 4mA కనిష్ట కరెంట్‌ను సూచిస్తుంది మరియు 20mA గరిష్ట కరెంట్‌ను సూచిస్తుంది.

ప్రస్తుత అవుట్‌పుట్ ఎందుకు?

పారిశ్రామిక సెట్టింగులలో, వోల్టేజ్ సిగ్నల్‌లను ఉపయోగించి ఎక్కువ దూరాలకు సిగ్నల్ యాంప్లిఫైయర్‌ను కండిషన్ చేయడానికి మరియు ప్రసారం చేయడం అనేక సమస్యలకు దారి తీస్తుంది. మొదట, కేబుల్స్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడిన వోల్టేజ్ సంకేతాలు శబ్దం జోక్యానికి లోనవుతాయి. రెండవది, ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ల పంపిణీ నిరోధకత వోల్టేజ్ చుక్కలకు కారణమవుతుంది. మూడవది, ఫీల్డ్‌లోని సిగ్నల్ యాంప్లిఫైయర్‌కు శక్తిని అందించడం సవాలుగా ఉంటుంది.

ఈ సమస్యలను పరిష్కరించడానికి మరియు శబ్దం యొక్క ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి, సిగ్నల్‌లను ప్రసారం చేయడానికి కరెంట్ ఉపయోగించబడుతుంది ఎందుకంటే ఇది శబ్దానికి తక్కువ సున్నితంగా ఉంటుంది. 4-20mA కరెంట్ లూప్ సున్నా సిగ్నల్‌ని సూచించడానికి 4mAని మరియు పూర్తి స్థాయి సిగ్నల్‌ని సూచించడానికి 20mAని ఉపయోగిస్తుంది, 4mA కంటే తక్కువ మరియు 20mA కంటే ఎక్కువ సిగ్నల్‌లు వివిధ ఫాల్ట్ అలారాలకు ఉపయోగించబడతాయి.

మేము 4-20mA DC (1-5V DC) ఎందుకు ఉపయోగిస్తాము?

ఫీల్డ్ సాధనాలు రెండు-వైర్ వ్యవస్థను అమలు చేయగలవు, ఇక్కడ విద్యుత్ సరఫరా మరియు లోడ్ సాధారణ పాయింట్‌తో సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు ఫీల్డ్ ట్రాన్స్‌మిటర్ మరియు కంట్రోల్ రూమ్ పరికరం మధ్య సిగ్నల్ కమ్యూనికేషన్ మరియు విద్యుత్ సరఫరా కోసం రెండు వైర్లు మాత్రమే ఉపయోగించబడతాయి. 4mA DC సిగ్నల్‌ను స్టార్టింగ్ కరెంట్‌గా ఉపయోగించడం ద్వారా ట్రాన్స్‌మిటర్‌కు స్టాటిక్ ఆపరేటింగ్ కరెంట్ అందించబడుతుంది మరియు మెకానికల్ జీరో పాయింట్‌తో ఏకీభవించని 4mA DC వద్ద ఎలక్ట్రికల్ జీరో పాయింట్‌ను సెట్ చేయడం వల్ల పవర్ లాస్ మరియు కేబుల్ బ్రేక్‌లు వంటి లోపాలను గుర్తించవచ్చు. . అదనంగా, రెండు-వైర్ వ్యవస్థ భద్రతా అవరోధాలను ఉపయోగించడం కోసం అనుకూలంగా ఉంటుంది, పేలుడు రక్షణలో సహాయపడుతుంది.

కంట్రోల్ రూమ్ సాధనాలు వోల్టేజ్-సమాంతర సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌మిషన్‌ను ఉపయోగిస్తాయి, ఇక్కడ ఒకే నియంత్రణ వ్యవస్థకు చెందిన సాధనాలు సాధారణ టెర్మినల్‌ను పంచుకుంటాయి, ఇది పరికరం పరీక్ష, సర్దుబాటు, కంప్యూటర్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లు మరియు అలారం పరికరాలకు సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది.

ఫీల్డ్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్ మరియు కంట్రోల్ రూమ్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్ మధ్య సిగ్నల్ కమ్యూనికేషన్ కోసం 4-20mA DCని ఉపయోగించటానికి కారణం ఫీల్డ్ మరియు కంట్రోల్ రూమ్ మధ్య దూరం గణనీయంగా ఉంటుంది, ఇది అధిక కేబుల్ రెసిస్టెన్స్‌కు దారి తీస్తుంది. ఎక్కువ దూరాలకు వోల్టేజ్ సంకేతాలను ప్రసారం చేయడం వలన కేబుల్ నిరోధకత మరియు స్వీకరించే పరికరం యొక్క ఇన్‌పుట్ నిరోధకత కారణంగా వోల్టేజ్ తగ్గుదల కారణంగా గణనీయమైన లోపాలు ఏర్పడవచ్చు. రిమోట్ ట్రాన్స్‌మిషన్ కోసం స్థిరమైన కరెంట్ సోర్స్ సిగ్నల్‌ని ఉపయోగించడం వలన లూప్‌లోని కరెంట్ కేబుల్ పొడవుతో సంబంధం లేకుండా మారకుండా ఉంటుంది, ప్రసార ఖచ్చితత్వానికి హామీ ఇస్తుంది.

కంట్రోల్ రూం సాధనాల మధ్య పరస్పర అనుసంధానం కోసం 1-5V DC సిగ్నల్‌ని ఉపయోగించటానికి కారణం ఒకే సిగ్నల్‌ను స్వీకరించే బహుళ సాధనాలను సులభతరం చేయడం మరియు వైరింగ్ మరియు వివిధ సంక్లిష్ట నియంత్రణ వ్యవస్థలను రూపొందించడంలో సహాయం చేయడం. ప్రస్తుత మూలాన్ని ఇంటర్‌కనెక్షన్ సిగ్నల్‌గా ఉపయోగించినట్లయితే, బహుళ సాధనాలు ఒకే సిగ్నల్‌ను ఏకకాలంలో స్వీకరించినప్పుడు, వాటి ఇన్‌పుట్ రెసిస్టెన్స్ తప్పనిసరిగా సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయబడాలి. ఇది ప్రసార సాధనం యొక్క లోడ్ సామర్థ్యాన్ని మించిపోతుంది మరియు స్వీకరించే సాధనాల యొక్క సిగ్నల్ గ్రౌండ్ పొటెన్షియల్స్ భిన్నంగా ఉంటాయి, జోక్యాన్ని పరిచయం చేయడం మరియు కేంద్రీకృత విద్యుత్ సరఫరాను నిరోధించడం.

ఇంటర్‌కనెక్షన్ కోసం వోల్టేజ్ సోర్స్ సిగ్నల్‌ని ఉపయోగించడం కోసం ఫీల్డ్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్‌లతో కమ్యూనికేషన్ కోసం ఉపయోగించే కరెంట్ సిగ్నల్‌ను వోల్టేజ్ సిగ్నల్‌గా మార్చడం అవసరం. 4-20mA DCని 1-5V DCకి మార్చడం, ప్రస్తుత ట్రాన్స్‌మిషన్ సర్క్యూట్‌లో శ్రేణిలో ప్రామాణిక 250-ఓమ్ రెసిస్టర్‌ను కనెక్ట్ చేయడం సరళమైన పద్ధతి. సాధారణంగా, ఈ పని ట్రాన్స్మిటర్ ద్వారా సాధించబడుతుంది.

ఈ రేఖాచిత్రం 4-20mA కరెంట్ సిగ్నల్‌ను 1-5V వోల్టేజ్ సిగ్నల్‌గా మార్చడానికి 250-ఓమ్ రెసిస్టర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, ఆపై ఇది RC ఫిల్టర్ మరియు మైక్రోకంట్రోలర్ యొక్క AD కన్వర్షన్ పిన్‌కి కనెక్ట్ చేయబడిన డయోడ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది.

"4-20mA కరెంట్ సిగ్నల్‌ను వోల్టేజ్ సిగ్నల్‌గా మార్చడానికి ఇక్కడ ఒక సాధారణ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం జోడించబడింది:

ట్రాన్స్‌మిషన్ కోసం 4-20mA DC సిగ్నల్‌ని ఉపయోగించడానికి ట్రాన్స్‌మిటర్ ఎందుకు ఎంచుకోబడింది?

1. ప్రమాదకర వాతావరణాల కోసం భద్రతా పరిగణనలు: ప్రమాదకర పరిసరాలలో భద్రత, ప్రత్యేకించి పేలుడు నిరోధక సాధనాల కోసం, పరికరం పనిచేయడానికి అవసరమైన స్టాటిక్ మరియు డైనమిక్ విద్యుత్ వినియోగాన్ని తగ్గించడం అవసరం. 4-20mA DC స్టాండర్డ్ సిగ్నల్‌ను అవుట్‌పుట్ చేసే ట్రాన్స్‌మిటర్‌లు సాధారణంగా 24V DC విద్యుత్ సరఫరాను ఉపయోగిస్తాయి. DC వోల్టేజ్ యొక్క ఉపయోగం ప్రధానంగా పెద్ద కెపాసిటర్లు మరియు ఇండక్టర్‌ల అవసరాన్ని తొలగిస్తుంది మరియు ట్రాన్స్‌మిటర్ మరియు కంట్రోల్ రూమ్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్ మధ్య కనెక్ట్ చేసే వైర్ల పంపిణీ కెపాసిటెన్స్ మరియు ఇండక్టెన్స్‌పై దృష్టి పెడుతుంది, ఇది హైడ్రోజన్ గ్యాస్ యొక్క జ్వలన కరెంట్ కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

2. వోల్టేజ్ సోర్స్ కంటే ప్రస్తుత సోర్స్ ట్రాన్స్‌మిషన్‌కు ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది: ఫీల్డ్ మరియు కంట్రోల్ రూమ్ మధ్య దూరం గణనీయంగా ఉన్న సందర్భాల్లో, ట్రాన్స్‌మిషన్ కోసం వోల్టేజ్ సోర్స్ సిగ్నల్స్ ఉపయోగించడం వల్ల కేబుల్ రెసిస్టెన్స్ మరియు ఇన్‌పుట్ కారణంగా వోల్టేజ్ తగ్గుదల కారణంగా గణనీయమైన లోపాలు ఏర్పడవచ్చు. స్వీకరించే పరికరం యొక్క ప్రతిఘటన. రిమోట్ ట్రాన్స్‌మిషన్ కోసం కరెంట్ సోర్స్ సిగ్నల్‌ను ఉపయోగించడం వల్ల లూప్‌లోని కరెంట్ స్థిరంగా ఉండేలా చేస్తుంది, కేబుల్ పొడవుతో సంబంధం లేకుండా, తద్వారా ట్రాన్స్‌మిషన్ ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్వహిస్తుంది.

3. గరిష్ట కరెంట్‌గా 20mA ఎంపిక: గరిష్ట కరెంట్ 20mA ఎంపిక భద్రత, ప్రాక్టికాలిటీ, విద్యుత్ వినియోగం మరియు ఖర్చుపై ఆధారపడి ఉంటుంది. పేలుడు ప్రూఫ్ సాధనాలు తక్కువ వోల్టేజ్ మరియు తక్కువ కరెంట్‌ను మాత్రమే ఉపయోగించగలవు. 4-20mA కరెంట్ మరియు 24V DC మండే వాయువుల సమక్షంలో ఉపయోగించడానికి సురక్షితం. 24V DCతో హైడ్రోజన్ వాయువు కోసం ఇగ్నిషన్ కరెంట్ 200mA, 20mA కంటే గణనీయంగా ఎక్కువ. అదనంగా, ఉత్పత్తి సైట్ సాధనాల మధ్య దూరం, లోడ్, విద్యుత్ వినియోగం, ఎలక్ట్రానిక్ భాగాల అవసరాలు మరియు విద్యుత్ సరఫరా అవసరాలు వంటి అంశాలు పరిగణనలోకి తీసుకోబడతాయి.

4. ప్రారంభ కరెంట్‌గా 4mA ఎంపిక: 4-20mA అవుట్‌పుట్ చేసే చాలా ట్రాన్స్‌మిటర్‌లు రెండు-వైర్ సిస్టమ్‌లో పనిచేస్తాయి, ఇక్కడ విద్యుత్ సరఫరా మరియు లోడ్ సాధారణ పాయింట్‌తో సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు సిగ్నల్ కమ్యూనికేషన్ కోసం రెండు వైర్లు మాత్రమే ఉపయోగించబడతాయి. మరియు ఫీల్డ్ ట్రాన్స్మిటర్ మరియు కంట్రోల్ రూమ్ పరికరం మధ్య విద్యుత్ సరఫరా. ట్రాన్స్‌మిటర్ సర్క్యూట్ పనిచేయడానికి 4mA స్టార్టింగ్ కరెంట్ ఎంపిక అవసరం. మెకానికల్ జీరో పాయింట్‌తో ఏకీభవించని 4mA ప్రారంభ కరెంట్, పవర్ నష్టం మరియు కేబుల్ బ్రేక్‌లు వంటి లోపాలను గుర్తించడంలో సహాయపడే "యాక్టివ్ జీరో పాయింట్"ని అందిస్తుంది.

4-20mA సిగ్నల్‌ల ఉపయోగం కనీస జోక్యం, భద్రత మరియు విశ్వసనీయతను నిర్ధారిస్తుంది, ఇది పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో విస్తృతంగా ఆమోదించబడిన ప్రమాణంగా చేస్తుంది. అయినప్పటికీ, 3.33mV/V, 2mV/V, 0-5V మరియు 0-10V వంటి ఇతర అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్ ఫార్మాట్‌లు కూడా సెన్సార్ సిగ్నల్‌లను మెరుగ్గా నిర్వహించడానికి మరియు వివిధ నియంత్రణ వ్యవస్థలకు మద్దతు ఇవ్వడానికి ఉపయోగించబడతాయి.