انواع سیم کشی ترانسمیتر و ابزار دقیق به چه شکل است؟

سیم کشی ترانسمیتر و انتخاب نوع مناسب آن یکی از ملزومات یک سیستم کنترلی خوب برای واحد صنعتی است. در این مقاله در ارتباط با این نوع سیم کشی ها صحبت شده است. در این سیم کشی ها از جریان ۴-۲۰ میلی آمپر استفاده می شود. قبل از پرداختن به انواع آن، دلیل استفاده از این جریان ها آورده شده است.

دلیل استفاده از سیگنال ۴-۲۰ میلی آمپر در اتوماسیون فرآیند

اتوماسیون صنعتی با انتقال سیگنال از دستگاه های میدانی به کنترلر انجام می شود و این سیگنال یک سیگنال آنالوگ ۴-۲۰ میلی آمپر خواهد بود. برای انجام انتقال سیگنال های فیزیکی مانند فشار، دما، جریان و سطح باید آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل کنیم و این امر با کمک مبدل قابل دستیابی است. سیگنال های ۴-۲۰ میلی آمپر یک سیگنال استاندارد است که می تواند برای انجام این انتقال استفاده شود. بنابراین این سیگنال ها به کنترل کننده یک سیستم کنترل مانند DCS می رسد و بنابراین می توان فرآیند را کنترل کرد.

سیگنال ۴-۲۰ میلی آمپری که برای انتقال استفاده می شود، درصد یک متغیر فرآیند را نشان می دهد. در قدیم کنترل صنعتی توسط سیستم‌های پنوماتیکی انجام می شد و در آن زمان ۳psi -15psi به عنوان سیگنال استاندارد استفاده می‌شد. ۳ psi صفر درصد و psi 15 صد درصد است. کمتر از ۳ psi به عنوان شرایط خطا در نظر گرفته شد. اما بعده ها سیستم های پنوماتیکی ۳-۱۵ psi با ۴-۲۰mA جایگزین شد.

مزایای عمده سیگنال ۴-۲۰ میلی آمپر چیست؟

مزایای زیادی برای حلقه جریان ۴-۲۰ میلی آمپری وجود دارد. این مزایا عبارتند از:

• نسبت به مقاومت سیم حساس نیستند
• غیر حساس به گیرنده های متعدد (شنت)
• فیلتر آسان سیگنال
• سیم کشی کم هزینه
• انتقال از راه دور
• هزینه کمتر از انتقال سیگنال دیجیتال

در ادامه توضیحات بیشتری در ارتباط با برخی از مزایای آن آورده شده است.

۱- اعتبار سنجی حلقه

صفر درصد سنسور به صورت ۴ میلی آمپر منتقل می شود، مدارهای باز در حلقه قابل تشخیص هستند. اگر این ابزار مقداری کمتر از ۴ میلی آمپر را اندازه گیری کند، دستگاه می تواند تشخیص دهد که در حلقه خطا وجود دارد. اگر ابزار گیرنده مقداری بالاتر از ۲۰ میلی آمپر را اندازه گیری کند، سپس دستگاه می تواند مشکل حلقه را تعیین کند.

۲- مقاومت حلقه

مزیت اصلی سیگنال ۴ تا ۲۰ میلی آمپر این است که آنها می توانند با کابل های مسافت طولانی کار کنند. بنابراین در مقایسه با سیگنال ولتاژ، سیگنال جریان حلقه تحت تأثیر افت ولتاژ قرار نمی گیرد تا زمانی که ولتاژ تغذیه بتواند جریان حلقه مورد نیاز را ارائه دهد.

۳- مصونیت در برابر سر و صدا

حلقه جریان در یک سیستم ۴-۲۰ میلی آمپر امپدانس کمتری دارد و به همین دلیل، ایمنی سیگنال در برابر نویز در مقایسه با یک سیستم ولتاژ محور بالا است.

چگونه از حلقه کنترل ۴-۲۰ میلی آمپر برای کنترل فرآیند صنعتی استفاده می شود؟

ترانسمیتر ها، ورودی های سنسور مانند جریان یا دما را به یک سیگنال ۴-۲۰ میلی آمپر تبدیل می کند. این منبع تغذیه حلقه خارجی را می گیرد یا از آن تغذیه می کند. سیم کشی ترانسمیتر سیگنال ۴-۲۰ میلی آمپر را در مدار برق با گرفتن برق از منبع تغذیه تنظیم می کند. سیگنال ۴-۲۰ میلی آمپری که به کنترلر ارسال می شود یک سیگنال جریان آنالوگ است و هنگامی که به کنترل کننده می رسد به سیگنال دیجیتال تبدیل می شود.

سیگنال ۴-۲۰mA توسط کنترل کننده به عنوان فشار یا دمای اندازه گیری شده در فرآیند تفسیر می شود. بنابراین بر اساس سیگنال دریافتی، کنترل کننده سیگنال فرمان را به المان کنترل نهایی مانند شیر صادر می کند تا بتوان فشار و دمای فرآیند را کنترل کرد.

چرا به جای ۴-۲۰ میلی آمپر از ۰ تا ۲۰ میلی آمپر استفاده نمی شود؟

مشکلی که هنگام استفاده از ۰-۲۰ میلی آمپر ایجاد می شود این است که ما نمی توانیم بین قطع اتصال و حداقل مقدار فیلد تفاوت قائل شویم. بنابراین با استفاده از یک سیگنال ۴-۲۰ میلی آمپر، مدارهای داخلی قادر خواهند بود بین قطع اتصال و حداقل مقدار میدان تمایز قائل شوند. بنابراین، اگر مقدار حداقل باشد، ترانسمیتر ۴ میلی آمپر می دهد در حالی که در طول قطع اتصال ۰ میلی آمپر می دهد.

• ۴ میلی آمپر به عنوان مهندسی صفر نامیده می شود
• ۰ میلی آمپر به صفر مرده گفته می شود.

ترانسمیتر ها با طیف گسترده ای از خروجی های سیگنال در دسترس هستند. سیگنال آنالوگ ۴-۲۰ میلی آمپر تا حد زیادی رایج ترین مورد استفاده در کاربردهای صنعتی است. چندین گزینه سیم کشی ترانسمیتر ۴-۲۰ میلی آمپر وجود دارد. هدف این مقاله تشریح این گزینه هاست. ترانسمیتر های صنعتی برای نظارت بر بسیاری از پارامترها از جمله فشار، دما و جریان و غیره در دسترس هستند. آشکارسازها / ترانسمیتر های گاز خروجی های ۴-۲۰ میلی آمپر را ارائه می دهند که ۴ میلی آمپر برابر با صفر و ۲۰ میلی آمپر معادل خواندن در مقیاس کامل محدوده کالیبره شده است.

این سیگنال به یک کنترل پنل از راه دور ارسال می شود. کنترل پنل از این سیگنال استفاده می کند و اقدامات اجرایی را از طریق کنتاکت های رله فعال می کند. به عنوان مثال، آلارم های صوتی و تصویری یا شروع برخی از تریپ ها یا حتی مراحل خاموش کردن کارخانه از این قبیل گزینه ها می باشد.

ترانسمیتر ها معمولاً به منبع تغذیه ۲۴Vdc نیاز دارند. این منبع را می توان به صورت محلی به ترانسمیتر متصل کرده یا مستقیماً از پانل کنترل مربوطه تامین کرد.

انواع سیم کشی ترانسمیتر ۴-۲۰ میلی آمپر

چندین گزینه سیم کشی ترانسمیتر وجود دارد. طراحی کنترل پنل مرتبط تعیین می کند که کدام گزینه باید استفاده شود. این گزینه های سیم کشی عبارتند از:

• ترانسمیتر سورس جریان، غیر ایزوله (۳ سیم)
• ترانسمیتر سینک جریان، غیر ایزوله (۳ سیم)
• کاملا ایزوله (۴ سیم)
• دو فترانسمیتر با حلقه سیم

اغلب ترانسمیترهای مدرن را می‌توان در قالب سینک یا سورس سیم‌کشی کرد، انتخاب ترانسمیتر مناسب اغلب با استفاده از ترمینال خاص یا محل پیوند در ترانسمیتر انجام می‌شود. با این حال برخی از ترانسمیتر ها ممکن است به پیکربندی سینک یا سورس محدود شوند. راهنمای فنی ترانسمیتر ها برای گزینه های موجود توسط شرکت های ارائه دهنده موجود است.

هنگامی که سیم کشی ترانسمیتر از نوع پیکربندی سورس داریم، بدین معنی است که سیستم کنترلی سینک جریان خواهد بود و بالعکس. بنابراین مهم است که مشخص شود که ترانسمیتر یا سیستم کنترلی است که باید در یک پیکربندی خاص سیم‌کشی شود.

در ادامه انواع نام برده شده از سیم کشی ترانسمیتر ها آورده شده است. در این موارد فرض بر این است که ترانسمیتر و کنترل پنل از راه دور نیاز به منبع تغذیه ۲۴Vdc دارند.

۱- ترانسمیتر سورس جریان، غیر ایزوله (۳ سیم)

ترانسمیتر سورس جریان، غیر ایزوله (۳ سیم) یا همان Current Source Transmitter, Non-isolated (3 wire) رایج ترین پیکربندی ترانسمیتر های مدرن ۴-۲۰mA است. ترانسمیتر و کنترل پنل می توانند از همان خطوط تغذیه ۲۴ ولت و ۰ ولت dc استفاده کنند. سیگنال ۴-۲۰ میلی آمپر از طریق خط ۲۴ ولت dc و خط سیگنال به کنترل کننده جریان می یابد. مزایای ترانسمیتر سورس جریان ۳ سیمه عبارت است از:

• فقط سه هسته کابل به ترانسمیتر نیاز است.
• یک منبع تغذیه مشترک هم برای ترانسمیتر و هم برای کنترل پنل قابل استفاده است.

همچنین از معایب ترانسمیتر منبع جریان ۳ سیمه می توان به مورد زیر اشاره کرد.

• هرگونه تداخل یا دریافت برق ممکن است در امتداد خط سیگنال منتقل شود، که می تواند زنگ هشدار جعلی را در پانل کنترل ایجاد کند.

۲- ترانسمیتر سینک جریان، غیر ایزوله (۳ سیم)

در ترانسمیتر سینک جریان، غیر ایزوله (۳ سیم) یا همان Current Sink Transmitter, Non-isolated (3 wire)، ترانسمیتر و کنترل پنل می توانند از همان خطوط تغذیه ۰ ولت و ۲۴ ولت dc استفاده کنند. سیگنال ۴-۲۰ میلی آمپر از طریق خط ۰ ولت dc و خط سیگنال به کنترل کننده جریان می یابد.

مزایای ترانسمیتر سینک جریان ۳ سیم عبارتند از:

• فقط سه هسته کابل به ترانسمیتر نیاز است.
• یک منبع تغذیه مشترک هم برای ترانسمیتر و هم برای کنترل پنل قابل استفاده است.

همچنین از معایب ترانسمیتر سینک جریان ۳ سیم می توان به مورد زیر اشاره کرد.

• هرگونه تداخل یا دریافت برق ممکن است در امتداد خط سیگنال منتقل شود، که ممکن است یک هشدار جعلی در پانل کنترل ایجاد کند.

۳- ترانسمیتر ۴ سیم کاملا ایزوله

 در مدل ۴ سیم کاملا ایزوله یا همان ۴ wire Fully Isolated، ترانسمیتر و کنترل پنل از منابع تغذیه جداگانه استفاده می کنند. سیگنال ۴-۲۰ میلی آمپر از طریق دو هسته کابل مجزا بین ترانسمیتر و کنترل پنل جریان می یابد. فرض بر این است که قدرت درایو حلقه ۴-۲۰ میلی آمپر از صفحه کنترل گرفته می شود. از مزایای ترانسمیتر ۴ سیمه می توان به مورد زیر اشاره کرد.

• تداخل الکتریکی در خطوط تغذیه ولتاژ به خط سیگنال ۴-۲۰ میلی آمپر منتقل نمی شود و خطر دریافت سیگنال های جعلی در کنترل کننده را کاهش می دهد.

همچنین معایب ترانسمیتر ۴ سیم عبارتند از:

• یک هسته کابل اضافی برای هر ترانسمیتر در مقایسه با گزینه های سینک و سورس مورد نیاز است.
• یک منبع تغذیه جداگانه برای هر دو ترانسمیتر و کنترل پنل مورد نیاز است.

۴- دو ترانسمیتر با حلقه سیمی

نوع دو ترانسمیتر با حلقه سیمی یا همان Two Wire Loop Powered Transmitters، برق و سیگنال ۴-۲۰ میلی آمپر را از طریق یک اتصال دو سیمی بین ترانسمیتر و صفحه کنترل تامین می کند. همه ترانسمیتر ها را نمی توان در این فرمت سیم کشی کرد و باید به طور خاص برای سازگاری با این پیکربندی طراحی شوند. از مزایای ترانسمیتر های ۲ سیمی با حلقه برق می توان به موارد زیر اشاره کرد.

• مصرف برق پایینی دارد.
• فقط دو هسته کابل به ترانسمیتر نیاز است.

همچنین این نوع دارای معایبی نیز می باشد. از معایب ترانسمیترهای ۲ سیمی با حلقه برق می توان به مورد زیر اشاره کرد.

• سیگنال خطای گسسته ترانسمیتر را نمی توان روی ۰ میلی آمپر تنظیم کرد زیرا این پیکربندی همچنان مقداری جریان را در شرایط خطا می کشد. این پیکربندی برای تابلوهای کنترلی که به سیگنال ۰ میلی آمپر برای نشان دادن خطا نیاز دارند، مناسب نیست.

خرید و نصب سیم کشی ترانسمیتر

برای خرید سیم کشی ترانسمیتر می توانید با واحد فروش شرکت پترو پردا تماس حاصل کنید.

شرکت پترو پردا تامین کننده تجهیزات ابزار دقیق