Wyobraź sobie następującą sytuację: jesteś kierownikiem w warsztacie produkcyjnym i chcesz znać wielkość przepływu cieczy w czasie rzeczywistym, co powinieneś zrobić? W rzeczywistości można rozważyć przekształcenie wielkości przepływu w łatwo mierzalny analogowy sygnał elektryczny 4-20 mA. Wykrywając wielkość sygnału elektrycznego i konwertując go na odpowiednią wartość przepływu, można łatwo monitorować przepływ wody w czasie rzeczywistym.
Nie tylko w powyższym przykładzie, ale także w dziedzinie sterowania automatyką, sygnały analogowe odgrywają istotną rolę. Jest jak linijka. Mierząc jego wartość i konwertując ją na odpowiednie inne wielkości fizyczne, możemy wyraźnie zrozumieć temperaturę, dźwięk, poziom cieczy itp.
Skoro jest tak ważny, to czym dokładnie jest? Ile rodzajów sygnałów analogowych istnieje na świecie? Jakie są ich zalety i wady? W tym artykule przedstawimy kompleksowe informacje oparte na wiedzy zespołu inżynierów Lorentzzi.
Czym jest sygnał analogowy?
W przeciwieństwie do wielkości cyfrowych, które są dyskretnymi wartościami liczbowymi, sygnały analogowe są wielkościami fizycznymi, które zmieniają się w sposób ciągły zarówno pod względem czasu, jak i wartości.
Jakie urządzenia mogą generować sygnały analogowe?
W naszym Lorentzzi® gama produktów, następujące produkty mogą generować sygnały analogowe: nasze pojemnościowe czujniki zbliżeniowe z wyjściem analogowym, nasz Regulatory temperatury PID, i nasz indukcyjne czujniki zbliżeniowe z wyjściem analogowym.
Ponadto, w dziedzinie przemysłowej, następujące produkty mogą również generować sygnały analogowe, w tym czujniki temperatury, czujniki ciśnienia, czujniki przepływu, czujniki poziomu, czujniki położenia, czujniki wibracji, czujniki światła itp.
Typy sygnałów analogowych
Standardowe sygnały analogowe można podzielić na sygnały napięciowe 0-10VDC, 1-5VDC i sygnały prądowe 4-20mA. Wśród nich sygnały prądowe 4-20 mA są najczęściej stosowane w automatyce przemysłowej.
W poniższej sekcji wyjaśnimy odpowiednio ich zalety i wady.
Zalety i wady sygnałów analogowych 4-20 mA
Zalety
- Nadaje się do transmisji na duże odległości: Ponieważ na sygnał prądowy nie ma wpływu spadek napięcia linii transmisyjnej, sygnał analogowy 4-20 mA może być przesyłany na odległość do kilku kilometrów.
- Sygnał prądowy 4-20 mA może być używany do monitorowania, czy generator sygnału lub linia transmisyjna są uszkodzone. Na przykład, gdy używany jest generator 4-20 mA, sygnał przetwornik temperatury, Aby zmierzyć temperaturę w zakresie 0-100℃, ustaw 0℃ na 4 mA i 100℃ na 20 mA. Jeśli linia zostanie odłączona lub przetwornik temperatury zostanie uszkodzony, prąd spadnie do 0 mA.
- Nadaje się do łatwopalnych i wybuchowych zastosowań, nie powodując porażenia prądem operatorów: Przykładowo, analogowy sygnał prądowy jest przesyłany pod napięciem 24 VDC, a po wyłączeniu generatora sygnału w miejscu zastosowania nie powstają iskry. Zgodnie z Dane TUV Rheinland, bezpieczne jest użycie 20 mA przy 24 VDC.
- Wartości prądu można łatwo konwertować na wartości napięcia: Chcesz przekonwertować sygnał prądowy 4-20 mA na sygnał napięciowy 1-5 VDC? Wystarczy dodać rezystor 250 omów między dwoma przewodami 4-20 mA, więc jeśli prąd wynosi 4 mA, napięcie wynosi 1 VDC (0,004*250) i to samo, jeśli napięcie wynosi 5 VDC.
Wady
- Nie nadaje się do wysyłania sygnału do wielu odbiorników: Jeśli istnieje wiele urządzeń, które muszą odebrać ten sygnał, odbiorniki muszą być podłączone równolegle, co może przekroczyć możliwości generatora sygnału.
Zalety i wady analogowych sygnałów napięciowych
Zalety
- Analogowe sygnały napięciowe mogą być odbierane przez różne odbiorniki bez zwiększania mocy generatora sygnału.
- Analogowe sygnały napięciowe zużywają mniej energii: W tych samych warunkach, wraz ze wzrostem odległości transmisji, pobór mocy sygnałów napięciowych będzie stopniowo malał (P=U2/R i P=I2*R)
Wady
- Nie nadaje się do transmisji na duże odległości: Jak wspomniano wcześniej, spadek napięcia w przewodzie spowoduje błąd między napięciem na końcu odbiorczym a napięciem na końcu wysyłającym, co spowoduje błędną ocenę.
Wnioski
Podsumowując, po zapoznaniu się z powyższą wiedzą na temat prądowych i napięciowych sygnałów analogowych oraz zrozumieniu ich zalet i wad, zespół inżynierów Lorentzzi zdecydowanie zaleca stosowanie sygnałów analogowych 4-20 mA zamiast napięciowych sygnałów analogowych 1-5 VDC.
Jeśli będziesz potrzebować naszego wsparcia technicznego lub naszych generatorów analogowych, takich jak nasz pojemnościowy czujnik zbliżeniowy z wyjściem analogowym lub Regulator temperatury PID, Skontaktuj się z nami lub wyślij wiadomość na adres shonxu@lorentzzi.com.
