لوپ‌های یوکوگاوا و امرسون: تسلط بر افت ولتاژ 4-20 mA و هدرووم HART
یک ترانسمیتر دو سیمه می‌تواند با جریان پایین حلقه کار کند، اما نزدیک بالاترین محدوده خود حاشیه ولتاژ را از دست بدهد. بودجه ولتاژ حلقه پیش از تعویض تجهیز یوکوگاوا یا امرسون به توضیح این مشکل کمک می‌کند.
چرا ممکن است یک حلقه نزدیک ۲۰ میلی‌آمپر از کار بیفتد، اما در ۴ میلی‌آمپر کار کند؟
افت ولتاژ در مقاومت سری با افزایش جریان بیشتر می‌شود: V = I × R. اگر منبع تغذیه ۲۴ ولت و مقاومت سری مؤثر ۳۰۰ Ω باشد، افت مقاومتی در ۲۰ میلی‌آمپر ۶ ولت است و پیش از در نظر گرفتن سایر افت‌های ولتاژ، ۱۸ ولت برای ترانسمیتر باقی می‌ماند. در ۴ میلی‌آمپر، همین مقاومت ۱٫۲ ولت افت ایجاد می‌کند. این مثال روش محاسبه را نشان می‌دهد، نه حداقل ولتاژ کاری یک تجهیز خاص را.
آیا Yokogawa EJX و Rosemount 3144 به ولتاژ یکسانی نیاز دارند؟
نباید یک مقدار واحد را برای برندها، ویرایش‌های مدل، حالت‌های ارتباطی، نشانگرها و گزینه‌های مربوط به مناطق خطرناک به کار برد. دفترچه راهنمای دقیق ترانسمیتر و مشخصات بار در برابر منبع تغذیه آن را بررسی کنید. ارتباط HART نیز به امپدانس سازگار حلقه و ولتاژ کافی در ترمینال نیاز دارد؛ دوام خوانش آنالوگ، وجود حاشیه مناسب برای ارتباط دیجیتال را ثابت نمی‌کند. فرض نکنید ۱۸٫۱ ولت الزام HART همه مدل‌های Rosemount 3144 است یا همه گونه‌های Yokogawa EJX حداقل به ۱۰٫۵ ولت نیاز دارند.
چگونه بودجه ولتاژ را تهیه می‌کنید؟
ولتاژ منبع تغذیه را در شرایط بار کاری اندازه‌گیری کنید. مقاومت کابل و ترمینال، بار ورودی آنالوگ، نشانگرها و هر ایزولاتور یا سد ایمنی را فهرست کنید. برخی اجزا به‌جای مقاومت ثابت، افت ولتاژ مشخصی دارند؛ بنابراین به‌جای قرار دادن همه موارد در I × R، از داده‌های منتشرشده آن‌ها استفاده کنید. بدترین جریان مرتبط حلقه، ازجمله جریان خطای تنظیم‌شده در صورت کاربرد، را محاسبه کنید. همه افت‌های سری را کم کنید و ولتاژ باقی‌مانده در ترمینال ترانسمیتر را با الزام مدل دقیق مقایسه کنید، سپس حاشیه‌ای متناسب با طراحی سایت در نظر بگیرید. فرضیات را در برگه حلقه ثبت کنید.
مقاومت HART و کارت ورودی آنالوگ چه وضعیتی دارند؟
برای پشتیبانی از ارتباط HART معمولاً از بار ۲۵۰ Ω استفاده می‌شود، اما برخی کارت‌های ورودی از قبل امپدانس موردنیاز را فراهم می‌کنند یا مدار HART داخلی دارند. حذف یک مقاومت یا جایگزینی آن با کارت کم‌بار، بدون بررسی الزامات ارتباطی، ممکن است HART را کم‌اعتمادتر کند، نه بیشتر. محصولاتی مانند ماژول ورودی آنالوگ HART شانزده‌نقطه‌ای Yokogawa AAI143-S03 و ماژول ورودی آنالوگ HART Emerson Ovation سخت‌افزار سمت گیرنده را نشان می‌دهند؛ پیش از تغییر مدار، بار، پشتیبانی HART و سیم‌کشی هر ماژول نصب‌شده را تأیید کنید.
چگونه باید یک حلقه با سیگنال رو به افت را آزمایش کرد؟
طبق یک روش تعمیر و نگهداری تأییدشده، در حالی که جریان حلقه و وضعیت تجهیز را در چند نقطه کاری مشاهده می‌کنید، ولتاژ را مستقیماً در ترمینال‌های ترانسمیتر اندازه‌گیری کنید. ولتاژ اندازه‌گیری‌شده در بالاترین جریان مرتبط را با دفترچه راهنمای ترانسمیتر مقایسه کنید. اگر ولتاژ پایین است، افت‌های جداگانه در ورودی، سد یا ایزولاتور، کابل و ترمینال‌ها را اندازه‌گیری کنید تا محل اتلاف مشخص شود. هرگز فقط برای ایجاد شرایط آزمون ۲۰ میلی‌آمپری، فرایند در حال کار را به وضعیت ناایمن نبرید یا حلقه حفاظتی را دور نزنید؛ در صورت نیاز از شبیه‌سازی ایمن یا توقف برنامه‌ریزی‌شده استفاده کنید.
چه مواردی باید در سوابق راه‌اندازی ثبت شوند؟
اندازه‌گیری منبع تغذیه، قرائت‌های جریان و ولتاژ، مشخصات ورودی و سد، طول کابل، مدل و گزینه‌های ترانسمیتر، بررسی ارتباط HART و بودجه نهایی ولتاژ را نگه دارید. پس از هر تغییر در تجهیز یا کارت ورودی، محاسبات را دوباره انجام دهید. این کار از آن جلوگیری می‌کند که یک ارتقای ظاهراً بی‌ضرر، حاشیه موردنیاز در جریان تمام‌مقیاس را مصرف کند.
مطالعه بیشتر: InstrumentationTools.com، «افت ولتاژ مدار ترانسمیتر ۴-۲۰ میلی‌آمپر تغذیه‌شونده از حلقه». برای محدودیت‌های واقعی ولتاژ و بار، از مستندات سازنده تجهیز نصب‌شده استفاده کنید.
نویسنده: Xu Jianguo مهندس اتوماسیون صنعتی است و بیش از ۱۰ سال تجربه در زمینه PLC، DCS و سیستم‌های کنترل دارد.
