Înapoi la Noțiuni de bază Loop vs Line Power Precision Digital
Articolul anterior din această serie, Fundamentals of Loop-Powered Devices, a discutat despre dispozitivele cu buclă sau cu două fire. Aceste instrumente utilizează puterea furnizată buclei de curent pentru a se alimenta singuri. O conexiune cu două fire poate să nu fie întotdeauna cea mai optimă soluție de alimentare din cauza incapacității sale de a alimenta dispozitive care necesită o cădere mare de tensiune. Dispozitivele cu trei și patru fire încorporează o sursă de alimentare externă pentru a elimina eficient căderea de tensiune plasată pe bucla de curent a semnalului de proces. Este important să înțelegem diferențele dintre aceste trei setări, deoarece acestea sunt fundamental diferite și fiecare are propriile sale avantaje și limitări.
Conexiuni cu 2 fire
Pentru a funcționa, toate dispozitivele dintr-o buclă de curent de 4-20 mA trebuie alimentate de undeva. Dispozitivele cu două fire își primesc puterea de la bucla de semnal de proces în sine. Puterea pentru buclă provine de obicei de la sursa de alimentare a emițătorului sau de la un alt tip de sursă de alimentare externă, iar toată puterea sistemului se deplasează prin firele care transportă și semnalul. Deoarece această configurare necesită doar două fire, instrumentele cu buclă sunt denumite și dispozitive cu două fire. Dispozitivele cu trei și patru fire, în schimb, primesc puterea de care au nevoie pentru a funcționa de la o sursă de alimentare separată (dar nu neapărat izolată) de bucla de curent. Aceste dispozitive nu pot fi alimentate prin buclă.
Conexiuni cu 4 fire
O conexiune cu patru fire utilizează bucla de curent ca mijloc de a transmite numai semnalul de proces de 4-20 mA. Acest tip de conexiune nu va extrage puterea de care are nevoie din bucla curentă. Va crea o cădere de tensiune pe buclă, dar aceasta este minimă în comparație cu cea a unui dispozitiv alimentat cu buclă. Necesitatea dispozitivelor cu patru fire de alimentare este furnizată în schimb de o sursă de alimentare externă. Aceasta poate fi o sursă de alimentare alternativă sau cu curent continuu, deoarece dispozitivul este alimentat independent de bucla de curent continuu. Alimentările de 24 VAC sau VDC sunt obișnuite, la fel ca 120 sau 240 VAC. Totul depinde de specificațiile dispozitivului.
Dispozitivele izolate cu patru fire conectate „plutesc” în bucla curentă. Aceasta înseamnă că firul de semnal comun sau firul procesului de întoarcere de la dispozitiv nu se conectează la masa de alimentare. După cum se poate observa din denumirea „cu patru fire”, două fire conectează sursa de alimentare la dispozitiv și două fire conectează semnalul de proces la dispozitiv. Prin urmare, izolarea este integrată în sistem. Nu există o conexiune electrică între sursa de alimentare și semnalul de proces.
Conexiuni cu 3 fire
O conexiune cu trei fire este în esență aceeași cu o conexiune cu patru fire, cu excepția faptului că izolarea tocmai discutată nu este prezentă; un dispozitiv cu trei fire nu plutește în comparație cu bucla curentă. Într-o conexiune cu trei fire, semnalul de proces revine de la dispozitiv și comunul sursei de alimentare sunt o conexiune partajată.
Conexiuni cu 2 fire
Reamintind avantajele conexiunilor cu două fire din articolul precedent, vă veți aminti că acestea sunt ușor de configurat, costuri mai mici, prezintă în mod obișnuit aprobări pentru zone periculoase și nu necesită alimentare locală.
Pe de altă parte, au caracteristici foarte limitate datorită cantității limitate de energie pe care o pot extrage din bucla curentă. Dispozitivele cu trei și patru fire au propriul set de argumente pro și contra, care trebuie întotdeauna luate în considerare atunci când se încearcă stabilirea celei mai bune soluții pentru un mediu de control al procesului.
- Afișaj simplu și ușor pentru transmițător de 4-20 mA
- Soluție low cost pentru afișare
- Aprobările agenției
- Puterea locală nu este necesară
- Opțiuni de ieșire limitate
- Nu acceptă relee
- Nu acceptă afișajele LED
Figura 1. Conexiuni cu 2 fire (bucla curentă și puterea buclei)
Conexiuni cu 4 fire
Deoarece dispozitivele cu patru fire sunt alimentate extern, acestea pot găzdui mult mai multe caracteristici consumatoare de energie, cum ar fi relee mecanice, afișaje LED luminoase, comunicații seriale avansate, cum ar fi Modbus ®, și ieșiri alimentate, printre altele. Conexiunile cu patru fire pot fi mai ușor de înțeles, deoarece nu este nevoie să vă faceți griji cu privire la căderea de tensiune pe bucla de curent. Un dispozitiv cu patru fire poate fi alimentat prin simpla conectare la o priză de perete sau la un fel de sursă de curent continuu, cum ar fi o baterie.
După cum sa menționat, dispozitivele cu patru fire au adesea o izolare excelentă a semnalului. Într-un dispozitiv cu izolare de la putere la semnal, semnalul curent și sursa de alimentare utilizează fire complet separate. Acest lucru poate face configurarea și întreținerea mult mai ușoară atunci când se ocupă de rețele complexe de semnal de 4-20 mA (cu variabile multiple de proces de 4-20 mA pe mai multe bucle) sau dacă există o mulțime de zgomot electronic de la sursa de alimentare.
Conexiunile cu patru fire, spre deosebire de conexiunile cu două fire, necesită o sursă de alimentare separată pentru dispozitiv, care poate fi dezavantajoasă în funcție de disponibilitatea energiei. În general, acestea sunt mai scumpe, deoarece necesită un circuit de alimentare internă pentru a gestiona puterea externă pe care o primesc și, în general, prezintă componente mai scumpe.