Um único loop de 4-20 mA de um sensor é um conector para um medidor de painel, uma válvula de controle externa, um gravador, um controlador local, uma chave local, um registrador de dados de terceiros e um PLC em série. Se o loop for aberto, todos os dispositivos no loop falharão.
1 - Todos os dispositivos no loop não podem compartilhar um meio comum, mas devem estar flutuando eletricamente. Isso geralmente não é possível.
2 - Quando qualquer dispositivo em um loop é removido, falha ou ocorre uma falha de fiação, todos os outros dispositivos no loop perdem seu sinal de 4-20 mA.
3 - O limite de conformidade de tensão do transmissor (condicionador de sinal) pode ser excedido, uma vez que a queda de tensão entre as cargas em série é aditiva.
4 - O sinal de 4-20 mA para cada dispositivo de carga não pode ser ajustado individualmente para fins de calibração.
5 - Não há diagnósticos para a corrente para cada carga.
Solução de divisor / retransmissor de loop
Em muitos sistemas industriais, o mesmo sinal de 4-20 mA de um transmissor é enviado para vários dispositivos em série, como medidores de painel, registradores gráficos e PLCs, como mostrado abaixo. Quando qualquer dispositivo no loop é removido, falha ou sofre uma falha de fiação, todos os outros dispositivos também perderão seu sinal de 4-20 mA.
Figura 01
Muito melhor: Quatro loops independentes de 4-20 mA com isolamento de modo comum de ± 10V. Se algum dos loops de saída for aberto, apenas um único dispositivo será afetado. Os loops de saída podem compartilhar um terreno comum.
1 - Fontes até quatro (4) saídas de 4-20 mA independentemente ajustáveis de uma única entrada, que podem ser de 4-20 mA, 1-5V, 0-5V ou 0-10V, conforme selecionado pelos jumpers. (Nota: O número de saídas depende do modelo do divisor de loop).
2 - Se qualquer dispositivo em um loop de saída for removido de um loop ou falhar, ou se ocorrer uma falha de fiação em qualquer loop, os outros loops continuarão funcionando corretamente.
3 - As entradas e saídas de sinal podem compartilhar um terra de sinal comum.
4 - A tensão de modo comum de loops de saída é de ± 10V por meio de circuitos ativos, de modo que os aterramentos remotos podem variar em até ± 10V
5 - Cada loop aciona apenas uma única carga, evitando problemas de "conformidade" de tensão.
6 - ± 10% de ajuste de zero e span são fornecidos para cada loop de saída para permitir a calibração de loop independente.
7 - Os diagnósticos para cada loop de saída são fornecidos por uma lâmpada LED amarela para indicar a continuidade do loop e por um ponto de teste em um resistor de 10Ω, onde 200 mV correspondem a 20 mA. O ponto de teste permite que um multímetro meça a corrente do loop sem interromper o loop.
8 - A energia para o divisor de loop pode ser 85-264 Vac ou baixa tensão 10-48 Vdc ou 12-32 Vac (varia de modelo para modelo). Uma saída de excitação é fornecida no lado de entrada do sinal para acionar um transmissor de 2 ou 3 fios a 24 VCC até 30 mA.
Teoria de Operação
Figura 02
Os divisores de loop convertem uma entrada de corrente de processo de 4-20mA em dois / quatro sinais de saída 4-20mA idênticos e isolados. A energia é obtida a partir do loop de saída (dissipadores atuais).
Cada canal opera de forma independente para impedir a interação entre os canais. O isolamento galvânico elimina os loops de terra, reduz o ruído e bloqueia os sinais transientes. Os divisores estão disponíveis nos modelos alimentados por loop de 2 fios e 4 fios AC / DC.
O modelo alimentado por loop funciona com alimentação de 12 a 50 VCC do loop de saída, possui uma fonte de excitação isolada com proteção contra curto-circuito e pode conduzir até dois / quatro loops de processo de dois fios de campo.
Isolamento galvânico e ativo:
Um único loop de corrente de entrada é dividido em quatro loops de saída independentes I1, I2, I3 e I4 por quatro geradores de corrente. Os sinais de entrada e saída são galvanicamente isolados de energia e aterramento em até 264 Vac.
O circuito ativo permite uma tensão de modo comum de até ± 10V entre o Ground de sinal local (nos pinos 1) e o Terra remoto.
Cada tensão de modo comum, denominada CMV1 a CMV4 no diagrama, reflete a diferença de tensão real entre o terra de sinal local e o terra remoto. Essas diferenças podem ser causadas por fluxos de corrente na fábrica.
Cargas flutuantes:
Qualquer carga de saída R que esteja flutuando (não conectada ao aterramento ou a um aterramento local) pode ser conectada entre a saída de corrente (pino 1) e o retorno de corrente (pino 2). O retorno de corrente é internamente ligado ao sinal terra , que pode estar flutuando ou ser conectado ao Terra.
Cargas aterradas:
Qualquer carga de saída R pode ser conectada a um aterramento local em vez do retorno atual. Os Terras remotos podem ser diferentes, mas só podem diferir do "terra de sinal" por um CMV de voltagem de modo comum seguro. O terra do sinal deve ser amarrado ao aterramento para minimizar a captação de ruído.
Aplicação
Isolamento e conversão de sinais DC padrão.
Separação galvânica de sinais analógicos de corrente e tensão. Eliminação de loops de terra e medição de sinais flutuantes.
Uma escolha competitiva em termos de preço e tecnologia para isolação galvânica de sinais de corrente e tensão para sistemas SCADA ou equipamentos PLC.
Instalação na zona ATEX Ex 2 / zona IECEx 2 / divisão FM 2. Adequada para ambientes com alta tensão de vibração
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