Application du signal de courant dans le domaine industriel

Résumé : Les informations sur l'application des signaux de courant en milieu industriel sont fournies par d'excellents fabricants et devis de débitmètres. Le fonctionnement d'une boucle de courant 4~20 mA en milieu industriel, l'utilisation d'un amplificateur de mesure pour le conditionnement du signal et la transmission à long terme, pose les problèmes suivants : * Le signal transmis étant un signal de tension, la ligne de transmission est perturbée par du bruit ; * La résistance distribuée de la ligne de transmission est importante. Pour plus de fabricants de débitmètres, n'hésitez pas à nous contacter pour obtenir des devis et des informations sur les modèles. Voici les détails de l'application des signaux de courant en milieu industriel. Le fonctionnement d'une boucle de courant 4~20 mA en milieu industriel, l'utilisation d'un amplificateur de mesure pour le conditionnement du signal et la transmission à long terme, pose les problèmes suivants : * Le signal transmis étant un signal de tension, la ligne de transmission est perturbée par du bruit ; * La résistance distribuée de la ligne de transmission est importante, ce qui crée une chute de tension ; * La tension de fonctionnement de l'amplificateur de mesure sur le terrain est également problématique. Afin de résoudre les problèmes ci-dessus et d'éviter l'influence du bruit associé, nous utilisons le courant pour transmettre le signal, car il est insensible au bruit. La boucle de courant 4-20 mA utilise 4 mA pour représenter le signal nul et 20 mA pour représenter la pleine échelle du signal. Les signaux inférieurs à 4 mA et supérieurs à 20 mA sont utilisés pour diverses alarmes de défaut. Il existe deux types de boucles de courant 4-20 mA : à deux fils et à trois fils. Lorsque le système de surveillance doit piloter des dispositifs de commande sur site, tels que des vannes, etc., via une longue ligne, un transmetteur à trois fils est généralement utilisé. Le xtr est situé à l'extrémité du système de surveillance, qui l'alimente directement, et l'alimentation est la troisième ligne de transmission de courant. Dans le système à deux fils, le xtr et le capteur sont situés à l'extrémité terrain. En raison de problèmes d'alimentation sur site, le récepteur utilise généralement une boucle de courant de 4 à 20 mA pour alimenter l'XTR distant, et la tension de 4 à 20 mA est utilisée pour refléter l'intensité du signal. Les applications typiques des produits de 4 à 20 mA sont la détection et la mesure (voir figure 1). De nombreux types de capteurs industriels peuvent être convertis en signaux de courant de 4 à 20 mA. TI propose des puces d'émission très pratiques pour les RTD et les ponts. Grâce à l'intégration de circuits fonctionnels généraux tels qu'une source d'excitation de tension, un flux d'excitation de courant, un circuit régulateur de tension, un amplificateur d'instrument, etc., la puce d'émission de TI peut facilement convertir les signaux de nombreux capteurs en signaux de 4 à 20 mA. La plupart des applications des capteurs à pont concernent la mesure de pression. Dans un circuit pratique, si la résistance de chaque bras du pont de Wheatstone est de 2 kΩ, sa résistance équivalente est de 2 kΩ vue depuis la borne de tension d'excitation ou la borne de sortie différentielle. En l'absence de contrainte, le pont est équilibré et la tension de sortie est nulle. Sous l'effet de la pression, le déséquilibre du pont génère une tension différentielle reflétant l'intensité de la pression. La pleine échelle et la tonalité sont les deux principaux indicateurs techniques des capteurs de pression. Les capteurs utilisés en conditions réelles présentent tous une certaine non-linéarité et leur tension de sortie varie avec la température. Cette variation de la tension de sortie avec la température n'est pas linéaire, et la pleine échelle et la tonalité présentent cette propriété. Solution de conditionnement du signal pour capteur 4-20 mA. La boucle de courant 4-20 mA est composée de deux parties : l'émetteur et le récepteur. L'émetteur est généralement situé côté champ, côté capteur ou côté module, tandis que le récepteur est généralement situé côté automate programmable (PLC) et côté ordinateur (contrôleur). Dans un circuit 4-20 mA à deux fils, l'alimentation et le signal partagent un seul fil, l'alimentation étant fournie par le récepteur. Afin d'éviter les interférences de fréquence industrielle de 50/60 Hz, le courant est utilisé pour transmettre le signal. Le principal point à considérer pour une solution bifilaire est de déterminer le nombre de récepteurs utilisés. En présence de plusieurs récepteurs, l'émetteur devra fonctionner avec une tension d'alimentation plus faible. Il est également important de réduire la chute de tension du courant de boucle au niveau du récepteur. La conception d'un schéma bifilaire doit tenir compte des points suivants : (1) le nombre de récepteurs dans la boucle : un nombre plus élevé de récepteurs nécessitera une tension de fonctionnement plus faible pour l'émetteur ; (2) la tension de fonctionnement nécessaire de l'émetteur doit être garantie ; (3) déterminer si le capteur est excité par la tension ou par le courant. Solution bifilaire avec circuits de régulation de tension et de référence. Le xtr115/116 illustré est un convertisseur de signal précis pour un signal de 4 à 20 mA. Il intègre un circuit régulateur de tension de 5 V permettant d'alimenter le circuit externe. Une référence de tension de précision intégrée peut être utilisée pour la polarisation de tension ou l'excitation du capteur. Le circuit trifilaire 4 à 20 mA est conçu pour fournir l'alimentation de fonctionnement depuis l'émetteur. Afin d'éviter les interférences de fréquence industrielle 50/60 Hz, le courant est utilisé pour transmettre le signal. Le régulateur xtr et la charge sur site partagent une connexion à la terre. La conception du schéma doit tenir compte : (1) du nombre de récepteurs dans la boucle de courant ; (2) un plus grand nombre de récepteurs nécessite une tension de fonctionnement plus élevée pour l'émetteur ; (3) garantir la tension de fonctionnement nécessaire de l'émetteur. Une marge de sécurité doit être prévue. Le schéma d'application d'un émetteur trois fils fourni par ti est illustré à la figure 3. Dans cette figure, le xtr110 est un convertisseur tension-courant précis pour la transmission de signaux analogiques. Il peut convertir directement une tension d'entrée de 0 à 5 V ou 0 à 10 V en un signal de sortie de 4 à 20 mA, 0 à 20 mA et 5 à 25 mA.

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