Elektriliste ajamite häiretevastase jõudluse rakendamisel ületab 4–20 mA analoogsignaal oluliselt 2–10 V analoogsignaali. Miks see nii on?

2–10 V signaali analüüs

2–10 V signaali häiretevastane diagramm (DCL Huayi intelligentne juhtimine)

Nagu ülaltoodud diagrammil näidatud:

2–10 V kasutamisel on mooduli suurema sisendtakistuse (R = 34K) tõttu sisendsignaali vool väga madal (0,059 mA – 0,29 mA). Tulemuseks on signaali ja müra suhe sellel teel väga madal, mis tähendab, et juhtivuse ja kiirguse häiretevastane jõudlus on halb. Teisisõnu, elektroonilise disaini seisukohast on see kõige haavatavam osa.

2–10 V signaaliteel saab väljundseade tagada ainult kontrolleri poolel oleva väljundpinge (Vo) õigsuse (kuna pinge tagasisidepunkt on väljundtihvti lähedal). Teisest küljest ei saa ajami poolel sisendpinge (Vi) õigsust garanteerida, kuna Vi=Vo+Vmüra+Vmaa−erinevusVi = Vo + V_{müra} + V_{maa-erinevus}, kus VmüraV_{müra} ja Vground-diffV_{ground-diff} on väga tundlikud häirete suhtes, põhjustades vältimatuid mööduvaid muutusi.

2-10V signaalikaabli pikkus, sisetakistus ja varjestusmeetmed mõjutavad oluliselt 2-10V signaali häiretevastast jõudlust. Mida pikem on kaabel, seda suurem on sisetakistus ja mida halvem on varjestus, seda halvem on 2-10V signaali häiretekindlus. Seetõttu kasutatakse 2-10V tavaliselt väga lühikeste vahemaade sideks.

4-20mA signaali analüüs

4-20mA signaali häiretevastane diagramm (DCL Huayi intelligentne juhtimine)

Võrreldes 2–10 V signaaliga lahendab 4–20 mA 2–10 V signaali kaks kriitilist nõrkust. Nagu ülaltoodud diagrammil näidatud:

4–20 mA voolutugevuse korral on mooduli madalama sisendtakistuse (R = 120 oomi) tõttu sisendsignaali vool suhteliselt kõrge (4 mA – 20 mA). Selle tulemuseks on sellel teel kõrgem signaali-müra suhe, mis tähendab paremat juhtivust ja kiirgust. Selle tulemusena on 4–20 mA signaali palju raskem häirida.

4-20mA signaaliteel saab väljundseade tagada kogu väljundvoolu õigsuse, sealhulgas nii väljundvoolu kui ka ajami sisendvoolu. See on nii seetõttu, et väljundahela tagasiside diskreetimise sihtmärgiks on 4-20mA ahela väljundi otsas olev vool ja vool on kogu signaaliahela ulatuses võrdne. Seetõttu peab ajami otsas diskreetitav vool olema sama kui kontrolleri väljundvool. Isegi interferentsi ja maanduspotentsiaali vastuolude korral saab 4-20mA väljundahel tagada signaalivoolu õigsuse aktiivse negatiivse tagasiside reguleerimise abil.

4-20 mA signaalikaabli pikkus ja selle sisetakistus mõjutavad 4-20 mA signaali häiretevastast jõudlust vähe. Seetõttu kasutatakse pikamaakommunikatsiooniks tavaliselt 4-20 mA kaablit.

Kokkuvõte

Kokkuvõtteks võib öelda, et 4–20 mA signaalil on tööstuskeskkonnas oluliselt parem häiretevastane toime kui 2–10 V signaalil. See kehtib ka elektriliste täiturmehhanismidega rakenduste kohta.