Yokogawa un Emerson cilpas: 4-20 mA sprieguma krituma un HART rezerves sprieguma apgūšana
Divvadu raidītājs var darboties ar mazu cilpas strāvu, taču diapazona augšējā daļā zaudēt sprieguma rezervi. Cilpas sprieguma bilance palīdz izskaidrot šo simptomu, pirms nomainīt Yokogawa vai Emerson instrumentu.
Kāpēc cilpa var nedarboties pie 20 mA, bet darboties pie 4 mA?
Sprieguma kritums uz virknes pretestības palielinās līdz ar strāvu: V = I × R. Ja barošanas spriegums ir 24 V un efektīvā virknes pretestība ir 300 Ω, pie 20 mA pretestības radītais kritums ir 6 V, atstājot raidītājam 18 V, vēl neņemot vērā citus sprieguma kritumus. Pie 4 mA tā pati pretestība rada 1,2 V kritumu. Šis piemērs demonstrē metodi, nevis konkrētas ierīces minimālo darba spriegumu.
Vai Yokogawa EJX un Rosemount 3144 ir vienādas sprieguma prasības?
Nevienu atsevišķu vērtību nedrīkst attiecināt uz visiem zīmoliem, modeļu versijām, sakaru režīmiem, indikatoriem un sprādzienbīstamas zonas opcijām. Izlasiet precīzā raidītāja rokasgrāmatu un specifikāciju par slodzi atkarībā no barošanas sprieguma. HART sakariem nepieciešama arī saderīga cilpas impedance un pietiekams spaiļu spriegums; tas, ka analogais rādījums saglabājas, nepierāda pietiekamu rezervi digitālajiem sakariem. Neuzskatiet, ka 18,1 V ir visu Rosemount 3144 modeļu HART prasība vai ka visām Yokogawa EJX versijām minimālais spriegums ir 10,5 V.
Kā izveidot sprieguma bilanci?
Izmēriet barošanas spriegumu pie darba slodzes. Uzskaitiet kabeļa un spaiļu pretestību, analogās ieejas slodzi, indikatorus, kā arī jebkuru galvanisko atdalītāju vai drošības barjeru. Dažiem komponentiem noteikts sprieguma kritums, nevis fiksēta pretestība, tāpēc izmantojiet ražotāja publicētos datus, nevis ievietojiet katru elementu formulā I × R. Aprēķiniet sliktākajam gadījumam atbilstošo cilpas strāvu, vajadzības gadījumā iekļaujot konfigurēto kļūmes strāvu. Atņemiet visus virknes kritumus un salīdziniet atlikušo spriegumu uz raidītāja spailēm ar precīzā modeļa prasību, pēc tam pievienojiet objekta projektam atbilstošu rezervi. Fiksējiet pieņēmumus cilpas lapā.
Kā ir ar HART rezistoru un analogās ieejas karti?
250 Ω slodzi parasti izmanto HART sakaru nodrošināšanai, taču dažas ieejas kartes jau nodrošina nepieciešamo impedanci vai tām ir iebūvēta HART shēma. Rezistora noņemšana vai nomaiņa uz karti ar mazu slodzi, nepārbaudot sakaru prasības, var padarīt HART sakarus mazāk uzticamus, nevis uzlabot tos. Tādi produkti kā Yokogawa AAI143-S03 HART analogās ieejas modulis un Emerson Ovation HART analogās ieejas modulis ilustrē uztvērēja puses aparatūru; pirms shēmas maiņas pārbaudiet katra uzstādītā moduļa slodzi, HART atbalstu un elektroinstalāciju.
Kā pārbaudīt cilpu, kuras signāls izzūd?
Saskaņā ar apstiprinātu apkopes procedūru izmēriet spriegumu tieši pie raidītāja spailēm, vienlaikus novērojot cilpas strāvu un ierīces statusu vairākos darba punktos. Salīdziniet izmērīto spriegumu pie lielākās attiecīgās strāvas ar raidītāja rokasgrāmatā norādīto. Ja spriegums ir zems, izmēriet atsevišķos posmos kritumu uz ieejas, barjeras vai galvaniskā atdalītāja, kabeļa un spailēm, lai atrastu zuduma vietu. Nekad neiedarbiniet procesu vai neapejiet aizsargājošu cilpu tikai tādēļ, lai radītu 20 mA pārbaudes nosacījumu; vajadzības gadījumā izmantojiet drošu simulāciju vai ieplānotu dīkstāvi.
Kas jāiekļauj nodošanas ekspluatācijā protokolā?
Saglabājiet barošanas sprieguma mērījumu, strāvas un sprieguma rādījumus, ieejas un barjeras specifikācijas, kabeļa garumu, raidītāja modeli un opcijas, HART sakaru pārbaudi un galīgo sprieguma bilanci. Pēc jebkādām ierīces vai ieejas kartes izmaiņām veiciet pārrēķinu. Tas novērš situāciju, kad šķietami nekaitīga modernizācija patērē rezervi, kas nepieciešama pie pilna diapazona strāvas.
Papildu lasāmviela: InstrumentationTools.com, “Loop-powered 4-20 mA Transmitter Circuit Voltage Drop.” Faktiskajiem sprieguma un slodzes ierobežojumiem izmantojiet uzstādītā ražotāja dokumentāciju.
Autors: Xu Jianguo ir rūpnieciskās automatizācijas inženieris ar vairāk nekā 10 gadu pieredzi PLC, DCS un vadības sistēmu jomā.
