Yokogawa és Emerson hurkok: a 4-20 mA-es feszültségesés és a HART-tartalék elsajátítása
A kétvezetékes távadó alacsony hurokáramnál működhet, mégis elveszítheti a feszültségtartalékát a tartomány felső végén. A hurokfeszültség-költségvetés segít megmagyarázni a jelenséget, mielőtt Yokogawa vagy Emerson műszert cserélne.
Miért hibásodhat meg egy hurok 20 mA közelében, miközben 4 mA-nél működik?
A soros ellenálláson eső feszültség az árammal együtt nő: V = I × R. Ha a tápfeszültség 24 V, a tényleges soros ellenállás pedig 300 Ω, akkor az ellenálláson 20 mA-nél 6 V esik, így a távadó számára 18 V marad, még az egyéb feszültségeséseket nem számítva. 4 mA-nél ugyanezen az ellenálláson 1,2 V esik. A példa a módszert szemlélteti, nem egy adott készülék minimális üzemi feszültségét.
A Yokogawa EJX és a Rosemount 3144 feszültségigénye azonos?
Nem alkalmazható egyetlen érték minden márkára, modellváltozatra, kommunikációs módra, kijelzőre és veszélyes területi opcióra. Olvassa el a távadó pontos kézikönyvét és a terhelés-tápfeszültség specifikációját. A HART-kommunikációhoz kompatibilis hurokimpedancia és elegendő kapocsfeszültség is szükséges; az, hogy az analóg mérés működik, nem bizonyítja a digitális kommunikáció megfelelő feszültségtartalékát. Ne feltételezze, hogy a 18,1 V minden Rosemount 3144 esetében HART-követelmény, vagy hogy minden Yokogawa EJX-változatnál 10,5 V a minimális érték.
Hogyan készíthető feszültség-költségvetés?
Mérje meg a tápfeszültséget üzemi terhelés mellett. Vegye számításba a kábel és a kapcsok ellenállását, az analóg bemenet terhelését, a kijelzőket, valamint az esetleges leválasztót vagy biztonsági korlátot. Egyes komponenseknél rögzített ellenállás helyett megadott feszültségesés szerepel, ezért minden elemnél az I × R képlet alkalmazása helyett használja a gyártó közzétett adatait. Számítsa ki a legkedvezőtlenebb, releváns hurokáramot, beleértve az adott esetben konfigurált hibaáramot is. Vonja le az összes soros feszültségesést, és hasonlítsa össze a távadó kapcsain fennmaradó feszültséget a pontos modell követelményével, majd a telephely kialakításának megfelelő tartalékkal is számoljon. A feltételezéseket rögzítse a huroklapon.
Mi a helyzet a HART-ellenállással és az analóg bemeneti kártyával?
A HART-kommunikáció támogatására gyakran 250 Ω-os terhelést használnak, de egyes bemeneti kártyák már biztosítják a szükséges impedanciát, vagy beépített HART-áramkörrel rendelkeznek. Egy ellenállás eltávolítása vagy kis terhelésű bemeneti kártyára cserélése a kommunikációs követelmények ellenőrzése nélkül a HART megbízhatóságát ronthatja, nem pedig javíthatja. Az olyan termékek, mint a Yokogawa AAI143-S03 HART analóg bemeneti modul és az Emerson Ovation HART analóg bemeneti modul a fogadó oldali hardvert szemléltetik; áramköri módosítás előtt ellenőrizze minden telepített modul terhelését, HART-támogatását és bekötését.
Hogyan kell vizsgálni a gyengülő jelet adó hurkot?
Jóváhagyott karbantartási eljárás keretében mérje meg közvetlenül a távadó kapcsain a feszültséget, miközben több üzemi ponton figyeli a hurokáramot és a készülék állapotát. Hasonlítsa össze a legmagasabb releváns áramnál mért feszültséget a távadó kézikönyvében szereplő értékkel. Ha a feszültség alacsony, mérje meg külön a bemeneten, a korláton vagy leválasztón, a kábelen és a kapcsokon eső feszültséget a veszteség helyének meghatározásához. Soha ne hajtson végre feszültség alatt álló folyamatot, és ne iktasson ki védelmi hurkot pusztán egy 20 mA-es tesztállapot létrehozásáért; szükség esetén használjon biztonságos szimulációt vagy tervezett leállást.
Mit kell tartalmaznia az üzembe helyezési jegyzőkönyvnek?
Őrizze meg a tápfeszültség mérését, az áram- és feszültségértékeket, a bemenet és a korlát specifikációit, a kábel hosszát, a távadó modelljét és opcióit, a HART-kommunikáció ellenőrzését, valamint a végleges feszültség-költségvetést. Bármely készülék vagy bemeneti kártya cseréje után számítsa újra az értékeket. Ez megakadályozza, hogy egy látszólag ártalmatlan korszerűsítés felélje a teljes skálájú áramnál szükséges tartalékot.
További olvasnivaló: InstrumentationTools.com, „Loop-powered 4-20 mA Transmitter Circuit Voltage Drop”. A tényleges feszültség- és terhelési határértékekhez használja a telepített gyártó dokumentációját.
Szerző: Xu Jianguo ipari automatizálási mérnök, több mint 10 éves tapasztalattal PLC-, DCS- és vezérlőrendszerek terén.
