U primjeni performansi zaštite od smetnji električnih aktuatora, analogni signal od 4-20mA značajno nadmašuje analogni signal od 2-10V. Zašto je to slučaj?

Analiza signala 2-10V

Dijagram zaštite od smetnji za signal 2-10 V (DCL Huayi inteligentno upravljanje)

Kao što je prikazano na gornjem dijagramu:

Pri korištenju 2-10V, zbog većeg ulaznog otpora na modulu (R=34K), struja ulaznog signala je vrlo niska (0,059mA – 0,29mA). Rezultat je da je omjer signala i šuma duž ovog puta vrlo nizak, što znači da su performanse vodljive i radijacijske zaštite od smetnji slabe. Drugim riječima, s gledišta elektroničkog dizajna, ovo je najranjiviji dio.

U signalnom putu od 2-10 V, izlazni uređaj može osigurati ispravnost izlaznog napona (Vo) samo na strani kontrolera (jer je točka povratne veze napona blizu izlaznog pina). S druge strane, ne može se jamčiti da će ulazni napon (Vi) na strani aktuatora biti ispravan, jer Vi=Vo+Všum+VrazlikaUzemljenjeVi = Vo + V_{šum} + V_{razlikaUzemljenje}, gdje VnoiseV_{noise} i Vground−diffV_{ground-diff} vrlo su osjetljivi na smetnje, uzrokujući prolazne promjene koje su neizbježne.

Duljina signalnog kabela 2-10 V, njegov unutarnji otpor i mjere zaštite značajno utječu na otpornost signala 2-10 V na smetnje. Što je kabel dulji, to je unutarnji otpor veći, a što je zaštita lošija, to je otpornost signala 2-10 V na smetnje lošija. Stoga se 2-10 V obično koristi za komunikaciju na vrlo kratkim udaljenostima.

Analiza signala 4-20mA

Dijagram zaštite od smetnji za signal 4-20mA (DCL Huayi inteligentno upravljanje)

U usporedbi s 2-10V, 4-20mA rješava dvije kritične slabosti signala 2-10V. Kao što je prikazano na gornjem dijagramu:

Pri korištenju 4-20mA, zbog nižeg ulaznog otpora na modulu (R=120 oma), struja ulaznog signala je relativno visoka (4mA – 20mA). To rezultira većim omjerom signala i šuma duž ovog puta, što znači da su performanse konduktivne i radijacijske zaštite od smetnji bolje. Kao rezultat toga, signal od 4-20mA je mnogo teže ometati.

U signalnom putu od 4-20 mA, izlazni uređaj može osigurati ispravnost cijele struje izlazne petlje, uključujući i struju na izlaznoj strani i struju na ulazu aktuatora. To je zato što je cilj uzorkovanja povratne veze izlaznog kruga struja na izlaznom kraju petlje od 4-20 mA, a struja je jednaka u cijeloj signalnoj petlji. Stoga, struja uzorkovana na kraju aktuatora mora biti ista kao i izlazna struja iz kontrolera. Čak i u prisutnosti smetnji i nedosljednosti potencijala uzemljenja, izlazni krug od 4-20 mA može osigurati ispravnost struje signala putem aktivnog podešavanja negativne povratne veze.

Duljina signalnog kabela od 4-20 mA i njegov unutarnji otpor imaju mali utjecaj na otpornost na smetnje signala od 4-20 mA. Stoga se 4-20 mA obično koristi za komunikaciju na velike udaljenosti.

Zaključak

Zaključno, signal od 4-20 mA ima znatno bolju otpornost na smetnje od signala od 2-10 V u industrijskim okruženjima. To vrijedi i za primjene koje uključuju električne aktuatore.