อ่านนี่เพียงพอแล้วเกี่ยวกับเอาต์พุต 4-20mA คืออะไร

เอาต์พุต 4-20mA คืออะไร?

1.) บทนำ

4-20mA (มิลลิแอมป์) เป็นกระแสไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปในการส่งสัญญาณแอนะล็อกในการควบคุมกระบวนการทางอุตสาหกรรมและระบบอัตโนมัติ เป็นวงจรกระแสไฟฟ้าแรงดันต่ำที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองซึ่งสามารถส่งสัญญาณในระยะทางไกลและผ่านสภาพแวดล้อมที่มีสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าโดยไม่ทำให้สัญญาณลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

ช่วง 4-20mA แสดงถึงช่วง 16 มิลลิแอมป์ โดยที่ 4 มิลลิแอมป์แสดงถึงค่าต่ำสุดหรือศูนย์ของสัญญาณ และ 20 มิลลิแอมป์แสดงถึงค่าสูงสุดหรือค่าเต็มสเกลของสัญญาณ ค่าที่แท้จริงของสัญญาณอะนาล็อกที่กำลังส่งจะถูกเข้ารหัสเป็นตำแหน่งภายในช่วงนี้ โดยระดับกระแสจะเป็นสัดส่วนกับค่าของสัญญาณ

เอาต์พุต 4-20mA มักใช้ในการส่งสัญญาณอะนาล็อกจากเซ็นเซอร์และอุปกรณ์ภาคสนามอื่นๆ เช่น หัววัดอุณหภูมิและตัวแปลงสัญญาณแรงดัน เพื่อควบคุมและตรวจสอบระบบ นอกจากนี้ยังใช้เพื่อส่งสัญญาณระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ภายในระบบควบคุม เช่น จากตัวควบคุมลอจิกแบบโปรแกรมได้ (PLC) ไปยังแอคชูเอเตอร์วาล์ว

ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม เอาต์พุต 4-20mA เป็นสัญญาณที่ใช้กันทั่วไปในการส่งข้อมูลจากเซ็นเซอร์และอุปกรณ์อื่นๆ เอาต์พุต 4-20mA หรือที่เรียกว่าลูปกระแสเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ในการส่งข้อมูลในระยะทางไกล แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดัง โพสต์บนบล็อกนี้จะสำรวจพื้นฐานของเอาต์พุต 4-20mA รวมถึงวิธีการทำงาน ข้อดีและข้อเสียของการใช้งานในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม

เอาต์พุต 4-20mA เป็นสัญญาณอะนาล็อกที่ส่งโดยใช้กระแสคงที่ 4-20 มิลลิแอมป์ (mA) มักใช้เพื่อส่งข้อมูลเกี่ยวกับการวัดปริมาณทางกายภาพ เช่น ความดัน อุณหภูมิ หรืออัตราการไหล ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์อุณหภูมิอาจส่งสัญญาณ 4-20mA ตามสัดส่วนอุณหภูมิที่วัดได้

ข้อดีหลักประการหนึ่งของการใช้เอาต์พุต 4-20mA คือเป็นมาตรฐานสากลในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม หมายความว่าอุปกรณ์หลายประเภท เช่น เซ็นเซอร์ ตัวควบคุม และแอคชูเอเตอร์ ได้รับการออกแบบมาให้เข้ากันได้กับสัญญาณ 4-20mA ทำให้การรวมอุปกรณ์ใหม่เข้ากับระบบที่มีอยู่เป็นเรื่องง่าย ตราบใดที่อุปกรณ์เหล่านั้นรองรับเอาต์พุต 4-20mA

2.) เอาต์พุต 4-20mA ทำงานอย่างไร

เอาต์พุต 4-20mA ถูกส่งโดยใช้ลูปกระแสซึ่งประกอบด้วยตัวส่งและตัวรับ เครื่องส่ง ซึ่งโดยทั่วไปคือเซ็นเซอร์หรืออุปกรณ์อื่นๆ ที่ใช้วัดปริมาณทางกายภาพ จะสร้างสัญญาณ 4-20mA และส่งไปยังเครื่องรับ เครื่องรับ ซึ่งโดยทั่วไปคือตัวควบคุมหรืออุปกรณ์อื่นๆ ที่รับผิดชอบในการประมวลผลสัญญาณ จะรับสัญญาณ 4-20mA และตีความข้อมูลที่มีอยู่

เพื่อให้ส่งสัญญาณ 4-20mA ได้อย่างแม่นยำ สิ่งสำคัญคือต้องรักษากระแสให้คงที่ผ่านลูป สามารถทำได้โดยการใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแสในตัวส่งสัญญาณ ซึ่งจะจำกัดปริมาณกระแสที่สามารถไหลผ่านวงจรได้ ความต้านทานของตัวต้านทานจำกัดกระแสถูกเลือกเพื่อให้ช่วงที่ต้องการ 4-20mA ไหลผ่านลูป

ข้อดีหลักประการหนึ่งของการใช้ลูปกระแสไฟฟ้าคือ ช่วยให้สามารถส่งสัญญาณ 4-20mA ในระยะทางไกลได้โดยไม่ได้รับผลกระทบจากการเสื่อมของสัญญาณ เป็นเพราะสัญญาณถูกส่งเป็นกระแสแทนที่จะเป็นแรงดันไฟฟ้า ซึ่งไวต่อการรบกวนและสัญญาณรบกวนน้อยกว่า นอกจากนี้ กระแสลูปสามารถส่งสัญญาณ 4-20mA ผ่านสายคู่ตีเกลียวหรือสายโคแอกเชียล ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงในการสลายตัวของสัญญาณ

3.) ข้อดีของการใช้เอาต์พุต 4-20mA

มีข้อดีหลายประการในการใช้เอาต์พุต 4-20mA ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ประโยชน์หลักบางประการ ได้แก่:

การส่งสัญญาณทางไกล:เอาต์พุต 4-20mA สามารถส่งสัญญาณในระยะทางไกลได้โดยไม่ทำให้สัญญาณเสื่อมลง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่เครื่องส่งและเครื่องรับอยู่ห่างจากกัน เช่น ในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่หรือแท่นขุดเจาะน้ำมันนอกชายฝั่ง

ตอบ: ภูมิคุ้มกันเสียงรบกวนสูง:ลูปกระแสไฟฟ้ามีความทนทานต่อเสียงรบกวนและการรบกวนสูง ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดัง มีความสำคัญอย่างยิ่งในการตั้งค่าทางอุตสาหกรรม ซึ่งสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าจากมอเตอร์และอุปกรณ์อื่นๆ อาจทำให้เกิดปัญหากับการส่งสัญญาณได้

B: ความเข้ากันได้กับอุปกรณ์หลากหลายประเภท:เนื่องจากเอาต์พุต 4-20mA เป็นมาตรฐานสากลในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม จึงเข้ากันได้กับอุปกรณ์หลายชนิด ทำให้การรวมอุปกรณ์ใหม่เข้ากับระบบที่มีอยู่เป็นเรื่องง่าย ตราบใดที่อุปกรณ์เหล่านั้นรองรับเอาต์พุต 4-20mA

4.) ข้อเสียของการใช้เอาท์พุต 4-20mA

แม้ว่าเอาต์พุต 4-20mA จะมีข้อดีหลายประการ แต่ก็มีข้อเสียบางประการในการใช้ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ซึ่งรวมถึง:

ตอบ: ความละเอียดที่จำกัด:เอาต์พุต 4-20mA เป็นสัญญาณอะนาล็อกที่ส่งโดยใช้ช่วงค่าที่ต่อเนื่องกัน อย่างไรก็ตามความละเอียดของสัญญาณถูกจำกัดด้วยช่วง 4-20mA ซึ่งก็คือ 16mA เท่านั้น ซึ่งอาจไม่เพียงพอสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำหรือความไวในระดับสูง

B: ขึ้นอยู่กับแหล่งจ่ายไฟ:เพื่อให้ส่งสัญญาณ 4-20mA ได้อย่างแม่นยำ สิ่งสำคัญคือต้องรักษากระแสให้คงที่ผ่านลูป ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟซึ่งอาจมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมและความซับซ้อนในระบบ นอกจากนี้แหล่งจ่ายไฟอาจล้มเหลวหรือหยุดชะงักซึ่งอาจส่งผลต่อการส่งสัญญาณ 4-20mA

5.) บทสรุป

เอาต์พุต 4-20mA เป็นสัญญาณประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม มันถูกส่งโดยใช้กระแสคงที่ 4-20mA และรับโดยใช้ลูปกระแสที่ประกอบด้วยตัวส่งและตัวรับ เอาต์พุต 4-20mA มีข้อดีหลายประการ รวมถึงการส่งสัญญาณระยะไกล การป้องกันเสียงรบกวนสูง และความเข้ากันได้กับอุปกรณ์หลากหลายประเภท อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อเสียบางประการ รวมถึงความละเอียดที่จำกัดและการพึ่งพาแหล่งจ่ายไฟ โดยรวมแล้ว เอาต์พุต 4-20mA เป็นวิธีที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพในการส่งข้อมูลในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม

อะไรคือความแตกต่างระหว่างเอาต์พุต 4-20ma, 0-10v, 0-5v และ I2C?

4-20mA, 0-10V และ 0-5V ล้วนเป็นสัญญาณอะนาล็อกที่ใช้กันทั่วไปในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและการใช้งานอื่นๆ ใช้เพื่อส่งข้อมูลการวัดปริมาณทางกายภาพ เช่น ความดัน อุณหภูมิ หรืออัตราการไหล

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสัญญาณประเภทนี้คือช่วงของค่าที่สามารถส่งได้ สัญญาณ 4-20mA ถูกส่งโดยใช้กระแสคงที่ 4-20 มิลลิแอมป์ สัญญาณ 0-10V จะถูกส่งโดยใช้แรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 0 ถึง 10 โวลต์ และสัญญาณ 0-5V จะถูกส่งโดยใช้แรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 0 ถึง 5 โวลต์

I2C (Inter-Integrated Circuit) เป็นโปรโตคอลการสื่อสารดิจิทัลที่ใช้ในการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ โดยทั่วไปจะใช้ในระบบฝังตัวและแอปพลิเคชันอื่นๆ ที่อุปกรณ์จำนวนมากจำเป็นต้องสื่อสารระหว่างกัน ต่างจากสัญญาณอะนาล็อกที่ส่งข้อมูลเป็นช่วงค่าที่ต่อเนื่อง I2C ใช้ชุดของพัลส์ดิจิทัลในการส่งข้อมูล

สัญญาณแต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง และตัวเลือกที่ดีที่สุดจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของแอปพลิเคชัน ตัวอย่างเช่น มักนิยมใช้สัญญาณ 4-20mA สำหรับการส่งสัญญาณระยะไกลและการป้องกันสัญญาณรบกวนสูง ในขณะที่สัญญาณ 0-10V และ 0-5V อาจให้ความละเอียดสูงกว่าและแม่นยำกว่า โดยทั่วไป I2C ใช้สำหรับการสื่อสารระยะสั้นระหว่างอุปกรณ์จำนวนไม่มาก

1. ช่วงของค่า:สัญญาณ 4-20mA ส่งกระแสในช่วงตั้งแต่ 4 ถึง 20 มิลลิแอมป์ สัญญาณ 0-10V ส่งแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 0 ถึง 10 โวลต์ และสัญญาณ 0-5V ส่งแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 0 ถึง 5 โวลต์ I2C เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบดิจิทัลและไม่ส่งค่าต่อเนื่อง

2. การส่งสัญญาณ:สัญญาณ 4-20mA และ 0-10V จะถูกส่งโดยใช้วงจรกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าตามลำดับ สัญญาณ 0-5V จะถูกส่งโดยใช้แรงดันไฟฟ้าเช่นกัน I2C ถูกส่งโดยใช้ชุดพัลส์ดิจิตอล

3. ความเข้ากันได้:โดยทั่วไปสัญญาณ 4-20mA, 0-10V และ 0-5V จะเข้ากันได้กับอุปกรณ์หลายชนิด เนื่องจากมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและการใช้งานอื่นๆ I2C ใช้เป็นหลักในระบบฝังตัวและแอปพลิเคชันอื่นๆ ที่อุปกรณ์จำนวนมากจำเป็นต้องสื่อสารระหว่างกัน

4. ความละเอียด:สัญญาณ 4-20mA มีความละเอียดที่จำกัดเนื่องจากช่วงของค่าที่สามารถส่งได้จำกัด (เพียง 16mA) สัญญาณ 0-10V และ 0-5V อาจให้ความละเอียดสูงกว่าและแม่นยำกว่า ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของแอปพลิเคชัน I2C เป็นโปรโตคอลดิจิทัลและไม่มีความละเอียดเช่นเดียวกับสัญญาณอะนาล็อก

5. ภูมิคุ้มกันเสียง:สัญญาณ 4-20mA มีความทนทานต่อสัญญาณรบกวนและการรบกวนสูง เนื่องจากใช้วงจรกระแสในการส่งสัญญาณ สัญญาณ 0-10V และ 0-5V อาจไวต่อสัญญาณรบกวนมากกว่า ขึ้นอยู่กับการใช้งานเฉพาะ โดยทั่วไป I2C จะทนต่อสัญญาณรบกวนเนื่องจากใช้พัลส์ดิจิทัลในการส่งสัญญาณ

อันไหนน่าใช้ที่สุด?

ตัวเลือกเอาต์พุตใดที่ดีที่สุดสำหรับเครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิและความชื้น

เป็นการยากที่จะบอกว่าตัวเลือกเอาต์พุตใดที่ใช้มากที่สุดสำหรับเครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิและความชื้น เนื่องจากขึ้นอยู่กับการใช้งานและข้อกำหนดเฉพาะของระบบ อย่างไรก็ตาม 4-20mA และ 0-10V ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการส่งสัญญาณการวัดอุณหภูมิและความชื้นในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและการใช้งานอื่นๆ

4-20mA เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับเครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิและความชื้น เนื่องจากมีความทนทานและความสามารถในการส่งสัญญาณระยะไกล นอกจากนี้ยังทนทานต่อเสียงรบกวนและการรบกวนซึ่งทำให้เหมาะสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดัง

0-10V เป็นอีกตัวเลือกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิและความชื้น ให้ความละเอียดสูงกว่าและความแม่นยำดีกว่า 4-20mA ซึ่งอาจมีความสำคัญในการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูง

ท้ายที่สุดแล้ว ตัวเลือกเอาท์พุตที่ดีที่สุดสำหรับเครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิและความชื้นจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของการใช้งาน ปัจจัยเกี่ยวกับระยะห่างระหว่างเครื่องส่งและเครื่องรับ ระดับความแม่นยำและความละเอียดที่ต้องการ และสภาพแวดล้อมการทำงาน (เช่น การมีอยู่ของสัญญาณรบกวนและการรบกวน)

การใช้งานหลักของเอาต์พุต 4-20mA คืออะไร

เอาต์พุต 4-20mA ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและการใช้งานอื่นๆ เนื่องจากมีความทนทานและความสามารถในการส่งผ่านระยะไกล การใช้งานทั่วไปของเอาต์พุต 4-20mA ได้แก่:

1. การควบคุมกระบวนการ:4-20mA มักใช้เพื่อส่งตัวแปรกระบวนการ เช่น อุณหภูมิ ความดัน และอัตราการไหล จากเซ็นเซอร์ไปยังตัวควบคุมในระบบควบคุมกระบวนการ
2. เครื่องมือวัดทางอุตสาหกรรม:โดยทั่วไปจะใช้ 4-20mA เพื่อส่งข้อมูลการวัดจากเครื่องมือทางอุตสาหกรรม เช่น มิเตอร์วัดการไหลและเซ็นเซอร์ระดับ ไปยังตัวควบคุมหรือจอแสดงผล
3. ระบบอัตโนมัติของอาคาร:4-20mA ใช้ในระบบอัตโนมัติในอาคารเพื่อส่งข้อมูลเกี่ยวกับอุณหภูมิ ความชื้น และสภาพแวดล้อมอื่นๆ จากเซ็นเซอร์ไปยังตัวควบคุม
4. การผลิตไฟฟ้า:4-20mA ใช้ในโรงไฟฟ้าเพื่อส่งข้อมูลการวัดจากเซ็นเซอร์และเครื่องมือไปยังตัวควบคุมและจอแสดงผล
5. น้ำมันและก๊าซ:โดยทั่วไปแล้ว 4-20mA จะใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซเพื่อส่งข้อมูลการวัดจากเซ็นเซอร์และเครื่องมือในแพลตฟอร์มและท่อนอกชายฝั่ง
6. น้ำและการบำบัดน้ำเสีย:4-20mA ใช้ในโรงบำบัดน้ำและน้ำเสียเพื่อส่งข้อมูลการวัดจากเซ็นเซอร์และเครื่องมือไปยังตัวควบคุมและจอแสดงผล
7. อาหารและเครื่องดื่ม:4-20mA ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มเพื่อส่งข้อมูลการวัดจากเซ็นเซอร์และเครื่องมือไปยังตัวควบคุมและจอแสดงผล
8. ยานยนต์:4-20mA ใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์เพื่อส่งข้อมูลการวัดจากเซ็นเซอร์และเครื่องมือไปยังตัวควบคุมและจอแสดงผล

คุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิและความชื้น 4-20 ของเราหรือไม่? ติดต่อเราทางอีเมลka@hengko.comเพื่อรับคำตอบทุกคำถามของคุณและเพื่อรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของเรา เราพร้อมช่วยคุณตัดสินใจได้ดีที่สุดสำหรับความต้องการของคุณ อย่าลังเลที่จะติดต่อเรา เราหวังว่าจะได้รับการติดต่อจากคุณ!