Повернутися до основ Основи Loop vs Line Power Precision Digital

основ

Попередня стаття цієї серії "Основи пристроїв, що працюють на петлі", обговорювала пристрої з циклічним або двопровідним живленням. Ці прилади використовують потужність, що подається до струму, щоб живити себе. Двопровідне з'єднання не завжди може бути найоптимальнішим рішенням щодо живлення через його нездатність живити пристрої, які потребують великого падіння напруги. Три- та чотирипровідні пристрої мають зовнішнє джерело живлення для ефективного усунення падіння напруги, розміщеного на контурі струму сигналу технологічного процесу. Важливо розуміти відмінності між цими трьома установками, оскільки вони принципово різні, і кожна має свої переваги та обмеження.

2-дротові з'єднання

Для роботи всіх пристроїв у струмі струму 4-20 мА потрібно десь подавати живлення. Двопровідні пристрої отримують потужність від самого контуру технологічного сигналу. Живлення для шлейфу зазвичай надходить від джерела живлення передавача або якогось іншого виду зовнішнього джерела живлення, і вся потужність системи проходить через дроти, які також несуть сигнал. Оскільки для цього налаштування потрібні лише два дроти, прилади з циклічним живленням також називаються двопровідними пристроями. Навпаки, три- та чотирипровідні пристрої отримують потужність, необхідну для функціонування, від джерела живлення, яке є окремим (але не обов’язково ізольованим) від струму струму. Ці пристрої не можуть працювати від петлі.

4-дротові з'єднання

Чотирипровідне з'єднання використовує струм струму як засіб для передачі лише технологічного сигналу 4-20 мА. Цей тип підключення не буде отримувати енергію, необхідну йому, з поточного контуру. Це призведе до падіння напруги на шлейфі, але це мінімально, якщо порівнювати з таким приладом, що працює на циклі. Натомість чотирипровідні пристрої живлення забезпечуються зовнішнім джерелом живлення. Це може бути джерело змінного або постійного струму, оскільки пристрій живиться незалежно від контуру постійного струму. Поширені джерела живлення 24 В змінного струму або постійного струму, як і 120 або 240 В змінного струму. Все залежить від технічних характеристик пристрою.

Ізольовані чотирипровідні підключені пристрої "плавають" в межах струму. Це означає, що загальний або зворотний сигнальний провід від пристрою не підключається до заземлення джерела живлення. Як видно з назви "чотирипровідний", два дроти підключають джерело живлення до пристрою, а два дроти - технологічний сигнал до пристрою. Отже, ізоляція вбудована в систему. Немає електричного зв’язку між джерелом живлення та технологічним сигналом.

3-дротові з'єднання

Трипровідне з'єднання по суті те саме, що чотирипровідне, за винятком того, що щойно обговорена ізоляція відсутня; трипровідний пристрій не плаває порівняно з поточним контуром. У трипровідному з'єднанні, зворотний сигнал від пристрою та загальний джерело живлення є спільним з'єднанням.

2-дротові з'єднання

Згадуючи переваги двопровідних з'єднань з попередньої статті, ви пам'ятаєте, що вони прості в налаштуванні, менша вартість, зазвичай мають затвердження в небезпечних зонах і не потребують місцевого живлення.

З іншого боку, вони мають дуже обмежені можливості через обмежену кількість енергії, яку вони можуть отримувати від поточного циклу. Три- та чотирипровідні пристрої мають власні набори плюсів і мінусів, які завжди потрібно враховувати при спробі визначити найкраще рішення для середовища управління процесом.

  • Простий і легкий дисплей для передавача 4-20 мА
  • Недороге рішення для відображення
  • Схвалення агентств
  • Місцеве живлення не потрібне
  • Обмежені можливості випуску
  • Не підтримує реле
  • Не підтримує світлодіодні дисплеї

Рисунок 1. Двопровідні підключення (струм петлі та потужність петлі)

4-дротові з'єднання

Оскільки чотирипровідні пристрої живляться зовні, вони можуть вмістити набагато більше енергоємних функцій, таких як механічні реле, яскраві світлодіодні дисплеї, вдосконалений послідовний зв’язок, такий як Modbus ®, та виходи з живленням, серед іншого. Чотирипровідні з'єднання легше зрозуміти, тому що не потрібно турбуватися про падіння напруги на струмовому контурі. Чотирипровідний пристрій можна живити, просто підключивши його до розетки або до якогось джерела постійного струму, такого як акумулятор.

Як вже згадувалося, чотирипровідні пристрої часто мають відмінну вбудовану ізоляцію сигналу. У пристрої з ізоляцією від сигналу живлення сигнал струму та джерело живлення використовують повністю окремі дроти. Це може значно спростити налаштування та обслуговування при роботі зі складними сигнальними мережами 4-20 мА (що містять безліч змінних процесу 4-20 мА в декількох циклах) або якщо з боку джерела живлення виникає багато електронних шумів.

Чотирипровідні з'єднання, на відміну від двопровідних, вимагають окремого джерела живлення для пристрою, що може бути невигідним залежно від наявності енергії. Як правило, вони дорожчі, оскільки для обробки зовнішнього джерела живлення, яке вони отримують, потрібна внутрішня схема живлення, і, як правило, вони мають більш дорогі компоненти.