Повернутися до основ Основи роботи шлейфних пристроїв Precision Digital
Згадавши з попередньої частини цієї серії, Основи струмових шлейфів 4-20 мА, всі шлейфи струму 4-20 мА потребують джерела живлення для роботи. Багато конфігурацій петлі використовуватимуть зовнішнє джерело живлення для живлення пристроїв, приєднаних до поточного контуру. Однак можна живити всі інструменти на шлейфі потужністю, що подається на сам шлейф. Ці пристрої називаються петлевими. Цю конкретну установку можна використовувати в ситуаціях, коли не є практичним подавати окреме живлення на всі пристрої або в небезпечних зонах, де потрібне рішення з низькою потужністю. Працюючи у галузі, яка вимагає контролю за процесом, обов’язково потрібно зрозуміти, чи доцільно впроваджувати петлеве рішення для вашого налаштування.
Основним принципом електрики є те, що струм однаковий у всіх точках замкнутого струмового контуру. Ось чому ланцюг струму 4-20 мА є ідеальним аналоговим стандартом для передачі інформації на великі відстані, а також через декілька лічильників, передавачів, реєстраторів даних та інших пристроїв петлі 4-20 мА.
Рисунок 1. Основний струмовий контур
Струм завжди залишатиметься незмінним на всіх пристроях у циклі. Поки існує достатня напруга, сигнал 4 мА, що генерується на передавачі, все одно буде сигналом 4 мА, коли він дійде до приймача. Цей фундаментальний фактор дозволяє живити стільки пристроїв, скільки може підтримувати блок живлення, від струмового контуру, не впливаючи на сигнал процесу.
Циклічний пристрій - це просто пристрій управління процесом, такий як цифровий дисплей, який використовує цей принцип, щоб вимкнути себе з контуру 4-20 мА, не впливаючи на поточні рівні в цьому циклі. Інструменти, що працюють на петлі, за своєю природою повинні споживати дуже мало енергії, щоб мати можливість працювати з кінцевою потужністю, що подається на шлейф. Отже, цей факт визначає особливості пристроїв з циклічним живленням та їх застосування.
Пристрої, що працюють на петлі, мають два вхідних з'єднання: позитивне (+) та негативне (-). Поточний сигнал надходить через позитивну (+) клему і виходить через негативну (-) клему. Отже, термін `` живлення від шлейфу '' є синонімом терміна `` 2 дроти '' (означає, що лише 2 з'єднання/дроти беруть участь у будь-якому з з'єднань між передавачем, джерелом живлення та вихідним пристроєм).
Окрім того, що їх легко під’єднати до мережі та вони вимагають дуже мало енергії, існує ще кілька визначальних характеристик пристроїв, що працюють на циклі. Зазвичай вони не мають світлодіодних дисплеїв та механічних реле. Виходи процесів та можливості послідовного зв'язку досить обмежені. Однак пристрої, що працюють на петлі, зазвичай дешевші, простіші в установці і часто мають дозволи на небезпечні зони, такі як іскробезпечні (I.S.) та нежиттєві (N.I.). Вибухозахищені петльові пристрої також поширені, оскільки вони значно спрощують установку.
Рисунок 2. Визначення характеристик пристроїв, що працюють на петлі
Існує декілька переваг використання джерела живлення, поданого для поточного контуру, для живлення ваших пристроїв, а не включення додаткового джерела живлення у вашу систему.
Не потрібно додаткового живлення
Перш за все, можливо, буде неможливо забезпечити додаткове живлення вашої системи, якщо ваша програма знаходиться у віддаленій області, наприклад. У цьому випадку ваш передавач може живитись від батареї, сонячної батареї або іншого джерела живлення, а інші пристрої в системі отримуватимуть потужність від передавача. Витрати на додаткові лінії можуть також зробити додаткову потужність, крім лише сигналу 4-20 мА, непомірною.
Легка проводка
Оскільки для всієї системи існує лише одне джерело живлення (яке часто постачається передавачем, що виводить сигнал 4-20 мА), пристрої з циклічним живленням також неймовірно прості в налаштуванні. Потрібні лише два дроти, позитивний (+) і негативний (-) з'єднання з струмовим контуром. Це на відміну від трьох та чотирьох дротових установок, які включають зовнішнє джерело живлення в суміш. Це робить мінімальну складність установки.
Рисунок 3. Приклад 2-дротових з'єднань
Менша вартість
Пристрої, що працюють на петлі, часто набагато дешевші, ніж інші пристрої управління процесом із вбудованою потужною електронікою. Це просто тому, що дорогі компоненти, які можуть бути включені до цих пристроїв, такі як джерела живлення, механічні реле або вдосконалені цифрові або аналогові вихідні компоненти сигналу, опущені, щоб обмежити кількість енергії, необхідної для роботи пристрою.