TRANSMISOR DE 4 A 20 mA DE 2 HILOS

TRANSMISOR DE 4 A 20 mA DE 2 HILOS

2.1 PROPORCIONANDO SEÑALES 4-20mA A VARIABLES MEDIDAS

2. LA SEÑAL 4-20mA Y SU PROPORCIÓN A VARIABLES FISICAS.

Una señal 4 a 20 mA representa alguna señal en una escala de 0 a 100 en porcentaje. Usualmente, es una escala lineal, como:

Siendo una función lineal, podemos usar la ecuación de una recta:

y = mx + b

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Donde:

y = Salida del instrumento

x = Entrada del Instrumento

m = Pendiente de la recta

b = punto de intercepto respecto a y (por ejemplo el cero del rango del instrumento)

La forma más popular para transmitir señales en instrumentación industrial, aun hoy en día, es el estándar 4 a 20 miliamperios DC. Esta es una señal estándar, que significa que la señal de corriente usada es usada proporcionalmente para representar señales de medidas o salidas (comandos).

Una vez determinado los valores adecuados para m y b, podemos entonces usar esta ecuación lineal para predecir cualquier valor para y dado un valor x.

Para poder utilizar la ecuacion, debemos determinar los valores de la pendiente (m) y el intercepto (b) apropiados para el instrumento que deseamos aplicar la ecuación.

El valor de la pendiente (m): "rise" / "run" es decir los rangos en mA (4-20mA) y rango de apertura (0 -100 %).

4mA ------> 0%

20mA ------> 100%

Para el intercepto (b) tenemos que resolver x-y en un punto determinado (0,4)

Por ejemplo, si estamos calibrando un transmisor de temperatura a 4-20mA para medir rango de 50 a 250 grados C, podríamos representar los valores de corriente y temperatura como el siguiente gráfico:

1. SEÑAL DE 4 A 20 mA

Los dispositivos eléctricos que proporcionan una señal de 4-20 mA (miliamperios) son herramientas importantes para proporcionar una comunicación fiable entre sensores y dispositivos de control en largas distancia.

Las señales de corriente análoga también se usan para registrar datos.

Ejemplo

Necesitamos convertir un porcentaje de 34.7% a su correspondiente señal de corriente de 4-20mA

Por tanto, 34.7% es equivalente a 9.552 miliamperios en una rango de señal de 4-20mA

Existen varios tipos de señales de transmisión: neumáticas, electrónicas, digitales, hidráulicas y telemétricas. Las más importantes en la industria son las tres primeras:

• Las señales neumáticas tienen un rango estándar que esta entre 3 y 15 Psi.
• Las señales electrónicas tienen un rango estándar que esta entre 4 a 20mA o de 0 a 5V DC.
• Las señales digitales tienen un rango estándar que entregan de 0 o 5 voltios para 0 o 1 respectivamente.

3.2 TRANSMISORES 2HILOS, 3 HILOS Y 4 HILOS

3.2.3 TRANSMISORES DE 4 HILOS

3.2.1 TRANSMISORES DE 2 HILOS

Este transmisor es el resultado de la combinación de los dos anteriores. Mediante dos líneas se provee de la señal de salida 4/20mA y se usan dos líneas adicionales para la alimentación. El receptor se considera como una carga flotante.

Mediante dos líneas, se provee energía y se extrae la corriente proporcional a la variable censada. Se considera al receptor como flotante, ya que la fuente de alimentación se encuentra en el receptor.

El uso de 2 hilos facilita la instalación, pero demanda una electrónica más compleja en el transmisor.

3.2.2 TRANSMISORES DE 3 HILOS

Mediante una línea se alimenta al transmisor, otro hilo corresponde al lazo de corriente y el tercer hilo es común entre el transmisor, la fuente y el receptor. En este modo se obtiene una electrónica más simple en el transmisor, por el uso de un hilo adicional en las conexiones.

3. TRANSMISORES

Los transmisores son instrumentos que captan la variable en proceso y la transmite a distancia a un instrumento receptor indicador, registrador o controlador, o una combinación de estos.

La función primordial de este dispositivo es tomar cualquier señal para convertirla en una señal estándar adecuada para el instrumento receptor, es así como un transmisor capta señales tanto de un sensor como de un transductor

3.1 TIPOS DE TRANSMISORES

Como anteriormente mencionamos existen varios tipos de señales de transmisión, pero mencionaremos las 3 importantes:

3.1.3 TRANSMISORES DIGITALES

3.1.1 TRANSMISORES NEUMATICOS

La señal digital consiste en una serie de impulso en forma de bits. Cada bit consiste en dos signos, el 0 y el 1 (código binario), y representa el paso (1) o no (0) de una señal a través de un conductor.

Calibración de los instrumentos de transmisión. Transmisor Electrónico Digital de Presión

Los transmisores neumáticos generan una señal neumática variables linealmente de 3 a 15 psi, para el campo de medida de 0-100% de la variables.

En las válvulas de control pueden emplearse señales neumáticas de 0.6-1.4, de 0.4-2 o de 0.8-2.4 bar, gracias a la función de conversión de la señal de entrada 3-15 psi (0.2-1 bar) que puede realizar el posicionador acoplado a la válvula o bien mediante resortes especiales dispuestos en el servomotor de la válvula.

Señal 0,2 – 1 bar (1 bar = 1.02 kg/cm2) que equivales aproximadamente a 3 -15 psi.

3.1.2 TRANSMISORES ELECTRONICOS

Válvulas de control neumáticas

Válvulas de control neumáticas. De 2 y 3 vías, actuadas neumaticamente.

Los transmisores electrónicos generan la señal estándar de 4 a 20mA c.c., a distancias de 200 m a 1 km.

La señal 1-5V c.c. es útil cuando existen problemas en el suministro electrónico.

La señal electrónica de 4 a 20mA c.c. tiene un nivel suficiente y de compromiso entre la distancia de trasmisión y la robustez del equipo.

La relación de 4 a 20 mA c.c. es de 1 a 5 V, la misma que la razón de 3 a 15 psi en la señal neumática. La alimentación de los transmisores puede realizarse con una unidad montada en el panel de control y utilizado el mismo par de hilos del transmisor.

El nivel mínimo de la señal neumática de salida no es cero, sino que vale 3 psi. De este modo se consigue calibrar correctamente el instrumento.

Transmisor de presión diferencial con indicador 400 bar, 4-20 m

3. PRINCIPIO DE MEDICION DE LOS TRANSMISORES