Аналоговый выход 4–20 мА — это общепринятый промышленный стандарт для передачи электрических сигналов в виде тока на большие расстояния. Например, многие измерительные приборы, такие как датчики и преобразователи давления, используют выход 4–20 мА как простой и надёжный способ передачи данных с объекта в диспетчерскую или систему управления.
Датчики давления, такие как преобразователи и передатчики, используют 2-проводной выход 4–20 мА для преобразования значений давления в электрические сигналы в диапазоне от 4 мА (как правило, соответствующее нижнему пределу измеряемого диапазона) до 20 мА (верхний предел). Эти приборы работают по двум проводам, которые одновременно обеспечивают питание устройства и передают выходной сигнал. Это обеспечивает простой и надёжный способ передачи данных о таких переменных, как температура, давление или расход.
2-проводной аналоговый выход 4–20 мА является надёжным стандартом передачи сигналов в промышленной автоматике и имеет ряд ключевых преимуществ по сравнению с другими методами.
Простота установки и проверки, экономия затрат.
Использование всего двух проводов для подключения датчика давления к системе управления упрощает монтаж и делает этот вариант удобным для многих применений. Благодаря тому, что нулевая точка давления соответствует выходу 4 мА, можно провести проверку системы без запуска полного технологического процесса.
Устойчивая передача сигнала и высокая помехоустойчивость.
Конфигурация токовой петли обеспечивает стабильность сигнала 4–20 мА и его устойчивость к электромагнитным помехам, что особенно важно для точных измерений в сложных условиях эксплуатации.
Передача сигнала на большие расстояния без потери качества.
Благодаря конструкции на основе токовой петли сигнал можно передавать на большие расстояния с минимальными потерями, даже при использовании кабелей с низким сопротивлением. Это позволяет выходу 4–20 мА передавать данные на расстояние до нескольких тысяч футов без ухудшения точности.
Совместимость с приборами, питающимися от токовой петли.
Приборы с питанием по петле получают энергию непосредственно от токовой петли, что устраняет необходимость в дополнительном источнике питания и упрощает установку.
Хотя 2-проводное подключение применяется в большинстве случаев, существуют ситуации, когда требуется 3-проводной выход.
Несмотря на то, что такая конфигурация может показаться более сложной, она позволяет использовать более высокие сопротивления нагрузки и обеспечивает корректную работу приборов с большим входным сопротивлением. Это особенно важно в случаях, когда требуется высокая точность и надёжность передачи сигнала.
3-проводная схема предусматривает отдельные провода для питания, сигнального выхода и заземления — каждый из которых выполняет свою функцию в передаче данных. Внешний источник питания, необходимый для 3-проводного подключения, обеспечивает достаточную энергию для питания датчика и точных измерений.
Промышленные процессы.
Производство оборудования, химическая промышленность, пищевая отрасль, энергетика, распределительные станции, системы ОВКВ, охрана труда и другие отрасли используют выход 4–20 мА для надёжной передачи данных от датчиков к управляющим системам.
Нефтегазовая отрасль.
В условиях, где критически важны безопасность и эффективность, как на буровых платформах, в трубопроводах и на нефтеперерабатывающих заводах, передача данных по выходу 4–20 мА позволяет оперативно получать информацию в системе управления.
Водоснабжение и водоотведение.
Для устойчивого управления водными ресурсами на станциях водоочистки аналоговый выход 4–20 мА обеспечивает мониторинг параметров, необходимых для оптимизации технологических процессов и соблюдения нормативных требований.