Înapoi la Noțiuni de bază Bazele dispozitivelor cu buclă Precision Digital
Amintind din partea anterioară a acestei serii, elementele fundamentale ale buclelor de curent de 4-20 mA, toate buclele de curent de 4-20 mA necesită o sursă de alimentare pentru a funcționa. O mulțime de setări de buclă vor utiliza o sursă de alimentare externă pentru a alimenta dispozitivele care sunt atașate la bucla curentă. Cu toate acestea, este posibil să alimentați toate instrumentele de pe buclă cu puterea furnizată pentru bucla însăși. Aceste dispozitive sunt denumite alimentate prin buclă. Această configurație specială poate fi utilizată în situații în care nu este practic să furnizați energie separată tuturor dispozitivelor sau în zone periculoase în care este necesară o soluție de putere redusă. Lucrând într-o industrie care necesită controlul procesului, este imperativ să înțelegeți dacă implementarea unei soluții cu buclă este adecvată sau nu pentru configurarea dvs.
Un principiu fundamental al electricității este acela că curentul este același în toate punctele dintr-o buclă de curent închisă. Acesta este motivul pentru care bucla de curent de 4-20 mA este standardul analogic ideal pentru transmiterea informațiilor pe distanțe lungi și prin intermediul mai multor contoare, transmițătoare, înregistratoare de date și alte dispozitive de buclă de 4-20 mA.
Figura 1. Bucla de curent de bază
Curentul va rămâne întotdeauna consistent la toate dispozitivele din buclă. Atâta timp cât există o tensiune suficientă, un semnal de 4 mA generat la transmițător va fi în continuare un semnal de 4 mA când ajunge la receptor. Acest factor fundamental permite alimentarea cu bucla de curent a oricăror dispozitive pe cât poate alimenta sursa de alimentare, fără a afecta semnalul de proces.
Un dispozitiv alimentat cu buclă este pur și simplu un dispozitiv de control al procesului, cum ar fi un afișaj digital, care profită de acest principiu pentru a se opri din bucla de 4-20 mA fără a afecta nivelurile curente din acea buclă. Instrumentele alimentate prin buclă, prin natura lor, trebuie să consume foarte puțină energie pentru a putea funcționa cu puterea finită furnizată buclei. În consecință, acest fapt definește caracteristicile găsite în dispozitivele cu buclă și aplicațiile lor.
Dispozitivele alimentate prin buclă vin cu două conexiuni de intrare: una pozitivă (+) și una negativă (-). Semnalul curent intră prin terminalul pozitiv (+) și iese prin terminalul negativ (-). Prin urmare, termenul „alimentat prin buclă” este sinonim cu termenul „2 fire” (ceea ce înseamnă că doar 2 conexiuni/fire sunt implicate în oricare dintre conexiunile dintre transmițător, sursa de alimentare și dispozitivul de ieșire).
Pe lângă faptul că este ușor de conectat și necesită foarte puțină energie, există câteva alte caracteristici definitorii ale dispozitivelor alimentate prin buclă. De obicei, acestea nu au afișaje LED și nici relee mecanice. Ieșirile de proces și capacitățile de comunicații seriale sunt destul de limitate. Cu toate acestea, dispozitivele alimentate cu buclă sunt în mod normal mai puțin costisitoare, mai ușor de instalat și vor avea adesea aprobări pentru zone periculoase, cum ar fi Intrinsically Safe (I.S.) și Non-incendive (N.I.). Dispozitivele cu buclă rezistente la explozie sunt, de asemenea, obișnuite, deoarece simplifică semnificativ instalarea.
Figura 2. Definirea caracteristicilor dispozitivelor alimentate prin buclă
Există câteva avantaje în utilizarea energiei furnizate pentru bucla de curent pentru a vă alimenta dispozitivele, mai degrabă decât să încorporați o sursă de alimentare suplimentară în sistemul dvs.
Nu este necesară energie suplimentară
În primul rând, s-ar putea să nu fie fezabil să furnizați energie suplimentară sistemului dvs. dacă aplicația dvs. se află într-o zonă îndepărtată, de exemplu. În acest caz, transmițătorul dvs. ar putea fi alimentat de o baterie, o celulă solară sau o altă sursă de energie, iar celelalte dispozitive din sistem își vor obține puterea de la transmițător. Cheltuielile cu rularea liniilor suplimentare pot face, de asemenea, o putere suplimentară, alta decât costul semnalului de 4-20 mA prohibitiv.
Cablare ușoară
Deoarece există o singură sursă de alimentare pentru întregul sistem (adesea furnizată de emițătorul care transmite semnalul de 4-20 mA), dispozitivele alimentate cu buclă sunt, de asemenea, incredibil de simple de configurat. Sunt necesare doar două fire, conexiunile pozitive (+) și negative (-) la bucla curentă. Acest lucru este în contrast cu setările de trei și patru fire, care încorporează o sursă de alimentare externă în mix. Acest lucru face ca complexitatea instalării să fie minimă.
Figura 3. Exemplu de conexiuni cu 2 fire
Cost scăzut
Dispozitivele alimentate prin buclă sunt adesea costuri mult mai mici decât alte dispozitive de control al proceselor cu electronică încorporată de mare putere. Acest lucru se întâmplă pur și simplu pentru că componentele scumpe care ar putea fi incluse în aceste dispozitive, cum ar fi sursele de alimentare, relele mecanice sau componentele avansate de ieșire a semnalului digital sau analogic, sunt permise pentru a limita cantitatea de putere necesară pentru funcționarea dispozitivului.