എന്തുകൊണ്ട് 4-20mA?

എന്താണ് 4-20mA?

4-20mA DC (1-5V DC) സിഗ്നൽ സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഇൻ്റർനാഷണൽ ഇലക്ട്രോ ടെക്നിക്കൽ കമ്മീഷൻ (IEC) നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് പ്രോസസ്സ് കൺട്രോൾ സിസ്റ്റങ്ങളിൽ അനലോഗ് സിഗ്നലുകൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

സാധാരണയായി, ഉപകരണങ്ങൾക്കും മീറ്ററുകൾക്കുമുള്ള സിഗ്നൽ കറൻ്റ് 4-20mA ആയി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, 4mA ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതധാരയെയും 20mA പരമാവധി വൈദ്യുതധാരയെയും പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.

എന്തുകൊണ്ടാണ് നിലവിലെ ഔട്ട്പുട്ട്?

വ്യാവസായിക സജ്ജീകരണങ്ങളിൽ, വോൾട്ടേജ് സിഗ്നലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ദീർഘദൂരത്തേക്ക് സിഗ്നൽ ആംപ്ലിഫയർ ഉപയോഗിച്ച് കണ്ടീഷൻ ചെയ്യാനും സംപ്രേക്ഷണം ചെയ്യാനും നിരവധി പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് ഇടയാക്കും. ആദ്യം, കേബിളുകളിലൂടെ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന വോൾട്ടേജ് സിഗ്നലുകൾ ശബ്ദ ഇടപെടലിന് വിധേയമാകും. രണ്ടാമതായി, ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനുകളുടെ വിതരണം ചെയ്ത പ്രതിരോധം വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പുകൾക്ക് കാരണമാകും. മൂന്നാമതായി, ഫീൽഡിലെ സിഗ്നൽ ആംപ്ലിഫയറിന് പവർ നൽകുന്നത് വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതാണ്.

ഈ പ്രശ്‌നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിനും ശബ്ദത്തിൻ്റെ ആഘാതം കുറയ്ക്കുന്നതിനും, സിഗ്നലുകൾ സംപ്രേഷണം ചെയ്യാൻ കറൻ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു, കാരണം അത് ശബ്ദത്തോട് സംവേദനക്ഷമത കുറവാണ്. 4-20mA കറൻ്റ് ലൂപ്പ് പൂജ്യം സിഗ്നലിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കാൻ 4mA ഉം പൂർണ്ണ സ്‌കെയിൽ സിഗ്നലിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കാൻ 20mA ഉം ഉപയോഗിക്കുന്നു, 4mA-ന് താഴെയും 20mA-ന് മുകളിലും ഉള്ള സിഗ്നലുകൾ വിവിധ തെറ്റായ അലാറങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

എന്തുകൊണ്ടാണ് ഞങ്ങൾ 4-20mA DC (1-5V DC) ഉപയോഗിക്കുന്നത്?

ഫീൽഡ് ഉപകരണങ്ങൾക്ക് രണ്ട് വയർ സിസ്റ്റം നടപ്പിലാക്കാൻ കഴിയും, അവിടെ വൈദ്യുതി വിതരണവും ലോഡും ഒരു പൊതു പോയിൻ്റുമായി ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഫീൽഡ് ട്രാൻസ്മിറ്ററും കൺട്രോൾ റൂം ഉപകരണവും തമ്മിലുള്ള സിഗ്നൽ ആശയവിനിമയത്തിനും വൈദ്യുതി വിതരണത്തിനും രണ്ട് വയറുകൾ മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കുന്നുള്ളൂ. 4mA DC സിഗ്നൽ സ്റ്റാർട്ടിംഗ് കറൻ്റ് ആയി ഉപയോഗിക്കുന്നത് ട്രാൻസ്മിറ്ററിന് സ്റ്റാറ്റിക് ഓപ്പറേറ്റിംഗ് കറൻ്റ് നൽകുന്നു, കൂടാതെ മെക്കാനിക്കൽ സീറോ പോയിൻ്റുമായി പൊരുത്തപ്പെടാത്ത 4mA DC-ൽ ഇലക്ട്രിക്കൽ സീറോ പോയിൻ്റ് സജ്ജീകരിക്കുന്നത് പവർ ലോസ്, കേബിൾ ബ്രേക്കുകൾ തുടങ്ങിയ തകരാറുകൾ കണ്ടുപിടിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു. . കൂടാതെ, രണ്ട് വയർ സംവിധാനം സുരക്ഷാ തടസ്സങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് അനുയോജ്യമാണ്, സ്ഫോടന സംരക്ഷണത്തിന് സഹായിക്കുന്നു.

കൺട്രോൾ റൂം ഉപകരണങ്ങൾ വോൾട്ടേജ്-പാരലൽ സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവിടെ ഒരേ നിയന്ത്രണ സംവിധാനത്തിൽ പെടുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ ഒരു പൊതു ടെർമിനൽ പങ്കിടുന്നു, ഇത് ഉപകരണ പരിശോധന, ക്രമീകരണം, കമ്പ്യൂട്ടർ ഇൻ്റർഫേസുകൾ, അലാറം ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയ്ക്ക് സൗകര്യപ്രദമാക്കുന്നു.

ഫീൽഡ് ഉപകരണങ്ങളും കൺട്രോൾ റൂം ഉപകരണങ്ങളും തമ്മിലുള്ള സിഗ്നൽ ആശയവിനിമയത്തിന് 4-20mA DC ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള കാരണം, ഫീൽഡും കൺട്രോൾ റൂമും തമ്മിലുള്ള അകലം പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നതാണ്, ഇത് ഉയർന്ന കേബിൾ പ്രതിരോധത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. കേബിൾ പ്രതിരോധം മൂലമുണ്ടാകുന്ന വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ്, സ്വീകരിക്കുന്ന ഉപകരണത്തിൻ്റെ ഇൻപുട്ട് പ്രതിരോധം എന്നിവ കാരണം വോൾട്ടേജ് സിഗ്നലുകൾ ദീർഘദൂരത്തേക്ക് കൈമാറുന്നത് കാര്യമായ പിശകുകൾക്ക് കാരണമാകും. വിദൂര പ്രക്ഷേപണത്തിനായി സ്ഥിരമായ കറൻ്റ് സോഴ്‌സ് സിഗ്നൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത് കേബിളിൻ്റെ നീളം കണക്കിലെടുക്കാതെ ലൂപ്പിലെ കറൻ്റ് മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു, ഇത് ട്രാൻസ്മിഷൻ കൃത്യത ഉറപ്പുനൽകുന്നു.

കൺട്രോൾ റൂം ഉപകരണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള പരസ്പര ബന്ധത്തിനായി 1-5V DC സിഗ്നൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള കാരണം ഒരേ സിഗ്നൽ സ്വീകരിക്കുന്ന ഒന്നിലധികം ഉപകരണങ്ങൾ സുഗമമാക്കുന്നതിനും വയറിങ്ങിനും വിവിധ സങ്കീർണ്ണ നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങൾ രൂപീകരിക്കുന്നതിനും സഹായിക്കുന്നു. ഒരു നിലവിലെ സ്രോതസ്സ് ഇൻ്റർകണക്ഷൻ സിഗ്നലായി ഉപയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഒന്നിലധികം ഉപകരണങ്ങൾ ഒരേ സമയം ഒരേ സിഗ്നൽ ലഭിക്കുമ്പോൾ, അവയുടെ ഇൻപുട്ട് പ്രതിരോധങ്ങൾ ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിക്കണം. ഇത് ട്രാൻസ്മിറ്റിംഗ് ഉപകരണത്തിൻ്റെ ലോഡ് കപ്പാസിറ്റിയെ കവിയുന്നു, കൂടാതെ സ്വീകരിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങളുടെ സിഗ്നൽ ഗ്രൗണ്ട് പൊട്ടൻഷ്യലുകൾ വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും, ഇടപെടൽ അവതരിപ്പിക്കുകയും കേന്ദ്രീകൃത വൈദ്യുതി വിതരണം തടയുകയും ചെയ്യും.

പരസ്പര ബന്ധത്തിനായി ഒരു വോൾട്ടേജ് ഉറവിട സിഗ്നൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്, ഫീൽഡ് ഉപകരണങ്ങളുമായുള്ള ആശയവിനിമയത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന നിലവിലെ സിഗ്നൽ ഒരു വോൾട്ടേജ് സിഗ്നലായി പരിവർത്തനം ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. നിലവിലെ ട്രാൻസ്മിഷൻ സർക്യൂട്ടിൽ ഒരു സാധാരണ 250-ഓം റെസിസ്റ്ററിനെ സീരീസിൽ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതാണ് ഏറ്റവും ലളിതമായ രീതി, 4-20mA DC 1-5V DC ആയി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു. സാധാരണഗതിയിൽ, ഒരു ട്രാൻസ്മിറ്റർ മുഖേനയാണ് ഈ ടാസ്ക് നിർവ്വഹിക്കുന്നത്.

ഈ ഡയഗ്രം 4-20mA കറൻ്റ് സിഗ്നലിനെ 1-5V വോൾട്ടേജ് സിഗ്നലായി പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ 250-ഓം റെസിസ്റ്റർ ഉപയോഗിക്കുന്നു, തുടർന്ന് ഇത് ഒരു RC ഫിൽട്ടറും മൈക്രോകൺട്രോളറിൻ്റെ AD കൺവേർഷൻ പിന്നുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു ഡയോഡും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

"4-20mA കറൻ്റ് സിഗ്നലിനെ ഒരു വോൾട്ടേജ് സിഗ്നലാക്കി മാറ്റുന്നതിനുള്ള ഒരു ലളിതമായ സർക്യൂട്ട് ഡയഗ്രം ഇവിടെ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു:

പ്രക്ഷേപണത്തിനായി 4-20mA DC സിഗ്നൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് ട്രാൻസ്മിറ്റർ തിരഞ്ഞെടുത്തത് എന്തുകൊണ്ട്?

1. അപകടകരമായ ചുറ്റുപാടുകൾക്കുള്ള സുരക്ഷാ പരിഗണനകൾ: അപകടകരമായ ചുറ്റുപാടുകളിലെ സുരക്ഷ, പ്രത്യേകിച്ച് സ്‌ഫോടന-പ്രൂഫ് ഉപകരണങ്ങൾക്ക്, ഉപകരണം പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ സ്റ്റാറ്റിക്, ഡൈനാമിക് പവർ ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കേണ്ടതുണ്ട്. 4-20mA DC സ്റ്റാൻഡേർഡ് സിഗ്നൽ നൽകുന്ന ട്രാൻസ്മിറ്ററുകൾ സാധാരണയായി 24V DC പവർ സപ്ലൈ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഡിസി വോൾട്ടേജിൻ്റെ ഉപയോഗം പ്രധാനമായും വലിയ കപ്പാസിറ്ററുകളുടെയും ഇൻഡക്‌ടറുകളുടെയും ആവശ്യകത ഇല്ലാതാക്കുകയും ട്രാൻസ്മിറ്ററിനും കൺട്രോൾ റൂം ഉപകരണത്തിനും ഇടയിലുള്ള കണക്റ്റിംഗ് വയറുകളുടെ വിതരണം ചെയ്ത കപ്പാസിറ്റൻസിലും ഇൻഡക്‌ടൻസിലും ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഹൈഡ്രജൻ വാതകത്തിൻ്റെ ഇഗ്നിഷൻ കറൻ്റിനേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്.

2. വോൾട്ടേജ് സ്രോതസ്സിനേക്കാൾ നിലവിലെ ഉറവിട സംപ്രേക്ഷണം മുൻഗണന നൽകുന്നു: ഫീൽഡും കൺട്രോൾ റൂമും തമ്മിലുള്ള അകലം ഗണ്യമായി വരുന്ന സന്ദർഭങ്ങളിൽ, പ്രക്ഷേപണത്തിനായി വോൾട്ടേജ് ഉറവിട സിഗ്നലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് കേബിൾ പ്രതിരോധവും ഇൻപുട്ടും മൂലമുണ്ടാകുന്ന വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ് കാരണം കാര്യമായ പിശകുകൾ അവതരിപ്പിക്കും. സ്വീകരിക്കുന്ന ഉപകരണത്തിൻ്റെ പ്രതിരോധം. വിദൂര പ്രക്ഷേപണത്തിനായി നിലവിലെ ഉറവിട സിഗ്നൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത് കേബിൾ നീളം പരിഗണിക്കാതെ തന്നെ ലൂപ്പിലെ കറൻ്റ് സ്ഥിരമായി തുടരുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു, അതുവഴി ട്രാൻസ്മിഷൻ കൃത്യത നിലനിർത്തുന്നു.

3. പരമാവധി വൈദ്യുതധാരയായി 20mA തിരഞ്ഞെടുക്കൽ: സുരക്ഷ, പ്രായോഗികത, വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, ചെലവ് എന്നിവ കണക്കിലെടുത്താണ് 20mA എന്ന പരമാവധി വൈദ്യുതധാര തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത്. സ്ഫോടനം തടയുന്ന ഉപകരണങ്ങൾക്ക് കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജും കുറഞ്ഞ കറൻ്റും മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയൂ. 4-20mA കറൻ്റ്, 24V DC എന്നിവ കത്തുന്ന വാതകങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ സുരക്ഷിതമാണ്. 24V DC ഉള്ള ഹൈഡ്രജൻ വാതകത്തിൻ്റെ ഇഗ്നിഷൻ കറൻ്റ് 200mA ആണ്, ഇത് 20mA-നേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്. കൂടാതെ, പ്രൊഡക്ഷൻ സൈറ്റ് ഉപകരണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം, ലോഡ്, വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, ഇലക്ട്രോണിക് ഘടക ആവശ്യകതകൾ, വൈദ്യുതി വിതരണ ആവശ്യകതകൾ എന്നിവ പോലുള്ള ഘടകങ്ങൾ കണക്കിലെടുക്കുന്നു.

4. പ്രാരംഭ കറൻ്റ് ആയി 4mA തിരഞ്ഞെടുക്കൽ: 4-20mA ഔട്ട്പുട്ട് ചെയ്യുന്ന മിക്ക ട്രാൻസ്മിറ്ററുകളും രണ്ട് വയർ സിസ്റ്റത്തിലാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്, അവിടെ വൈദ്യുതി വിതരണവും ലോഡും ഒരു കോമൺ പോയിൻ്റുമായി ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ സിഗ്നൽ ആശയവിനിമയത്തിനായി രണ്ട് വയറുകൾ മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കുന്നുള്ളൂ. ഫീൽഡ് ട്രാൻസ്മിറ്ററിനും കൺട്രോൾ റൂം ഉപകരണത്തിനും ഇടയിലുള്ള വൈദ്യുതി വിതരണവും. ട്രാൻസ്മിറ്റർ സർക്യൂട്ട് പ്രവർത്തിക്കുന്നതിന് 4mA സ്റ്റാർട്ടിംഗ് കറൻ്റ് തിരഞ്ഞെടുക്കേണ്ടത് അത്യാവശ്യമാണ്. മെക്കാനിക്കൽ സീറോ പോയിൻ്റുമായി പൊരുത്തപ്പെടാത്ത ഒരു 4mA സ്റ്റാർട്ടിംഗ് കറൻ്റ്, പവർ ലോസ്, കേബിൾ ബ്രേക്കുകൾ തുടങ്ങിയ തകരാറുകൾ തിരിച്ചറിയാൻ സഹായിക്കുന്ന ഒരു "ആക്റ്റീവ് സീറോ പോയിൻ്റ്" നൽകുന്നു.

4-20mA സിഗ്നലുകളുടെ ഉപയോഗം കുറഞ്ഞ ഇടപെടൽ, സുരക്ഷ, വിശ്വാസ്യത എന്നിവ ഉറപ്പാക്കുന്നു, ഇത് വ്യാവസായിക ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ വ്യാപകമായി അംഗീകരിക്കപ്പെട്ട മാനദണ്ഡമാക്കി മാറ്റുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, 3.33mV/V, 2mV/V, 0-5V, 0-10V എന്നിങ്ങനെയുള്ള മറ്റ് ഔട്ട്പുട്ട് സിഗ്നൽ ഫോർമാറ്റുകളും സെൻസർ സിഗ്നലുകൾ നന്നായി കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിനും വിവിധ നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങളെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു.