Sesion 2 Señal 4 a 20 mA.ppt
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SEÑALES DE 4-20 MA Ing. Jimmy Saldivias GIC - IPE BOLIVIA SRL TECSIM SRL
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SEÑALES DE 4-20 MA
Ing. Jimmy Saldivias
GIC - IPE BOLIVIA SRL
TECSIM SRL
SEÑAL ANALÓGICA
Para instrumentos de control de procesos industriales, se usan comúnmente lazos de corriente de 4-20 mA.
4 mA representa el valor mas bajo del rango y 20 mA representa el valor mas alto.
La mayor ventaja del lazo de corriente: la exactitud de la señal no se afecta por la caída de voltaje en el cable de interconexión y el lazo puede dar energía al dispositivo.
Jimmy Saldivias, [email protected]
EJERCICIO
Que valor se asigna a 4 mA?
Que valor se asigna a 20 mA?
¿Cuál es la ventaja del lazo de corriente?
Jimmy Saldivias, [email protected]
4-20 MA
Otros estándares existentes en voltaje Razones para elegir:
1. Sensibilidad al ruido2. Caída de voltaje en lazos largos3. Alimentación de dispositivos (Energizado por
lazo)4. Offset de 0
Jimmy Saldivias, [email protected]
EJERCICIO
Diga las razones para usar 4-20 mA1. .2. .3. .4. .
Cuales son los estándares de voltaje para señal
Jimmy Saldivias, [email protected]
EJERCICIO
Jimmy Saldivias, [email protected]
Se usa un convertidor I/P para controlar el nivel en una válvula de control del separador.
La entrada es 4-20 mA y la salida 6-30 psig. Corriente (mA) Presión (psig) Apertura (%)
0
12
35
55
90
100
PASIVO VS ACTIVO
Circuito Pasivo. Aquel que recibe alimentación 24 Vdc por un
lado y regula la corriente de 4-20 mA por otro lado.
Utiliza 4 cables: 2 para alimentación y 2 para la señal de salida.
Circuito Activo. Utiliza 2 cables: por el mismo cable va
alimentación y señal.
Jimmy Saldivias, [email protected]
EJERCICIO
¿Cómo funciona un circuito pasivo?
¿Cuántos cables usa el circuito pasivo?
¿Cuantos cables usa el circuito activo?
¿Por donde se alimenta el circuito activo?
Jimmy Saldivias, [email protected]
EJERCICIO
¿Cuales son los elementos de Lazo de Corriente?1. .2. .3. .4. .
¿Cuantas veces se toma en cuenta la resistencia del cable?
Jimmy Saldivias, [email protected]
EJERCICIO
Para el diagrama de Lazo de Corriente, ilustrado, calcule los valores máximos y mínimos de voltaje en terminales de la entrada analógica
Ayuda: La ley de Ohm establece que la caída de potencial a través de una resistencia se obtiene multiplicando la Corriente por la Resistencia. V=IR
Jimmy Saldivias, [email protected]
RESISTENCIA DEL CABLE
Factores que determinan la resistencia del cable de conexión Área Transversal del conductor Distancia por recorrer Configuración de hilos: cable solido o hilado Material de fabricación: Cu, Al Temperatura del cable Manipuleo durante el tendido
Jimmy Saldivias, [email protected]
EJERCICIO
A mayor área del conductor…
A mayor distancia por recorrer….
¿Qué ventaja tiene el cable hilado?
A mayor temperatura del cable….
Jimmy Saldivias, [email protected]
EJERCICIO
Jimmy Saldivias, [email protected]
Llene la tabla
AWG L (m) r (Ω/m) RTOTAL
14 350
16 250
18 150
20 120
22 150
24 250
EJERCICIO
Para el diagrama Lazo de Corriente, tendido con 100 metros de cable AWG 16 calcule los valores máximos y mínimos de caída de voltaje en el cable. Tome en cuenta que la corriente varia de 4 a 20 mA
Jimmy Saldivias, [email protected]
ESPECIFICACIONES
Dos cables 4-20 mA DC con comunicaciones digitales
Salida lineal o raíz cuadrada programable
Protocolo HART FSK o BRAIN sobrepuestos en la señal de 4-20 mA
Rango de salida: 3.6 mA a 21.6 mA Limites de la salida conforme a
NAMUR NE43 pueden ser prefijados con el código de opción C2 o C3
Jimmy Saldivias, [email protected]
EJERCICIOS
Cuantos cables usa el transmisor
Que alternativas de salida programable tiene?
Que protocolos digitales maneja?
Jimmy Saldivias, [email protected]
EJERCICIO
Cual es el rango de salida de corriente?
Como se fija el limite de salida?
Jimmy Saldivias, [email protected]
REPORTE DE FALLAS Dispositivos inteligentes detectan fallas
En la electrónica del dispositivo En el sensor asociado
El microprocesador coloca la corriente en un valor apropiado Si el procesador deja de funcionar, un circuito de
“watchdog” puede hacerlo El host puede fijar limites de alarma por
fuera del rango normal de 4-20 mA para indicar Medición fuera de rango Condiciones de falla
Jimmy Saldivias, [email protected]
EJERCICIOS
¿Dónde detectan fallas los dispositivos Inteligentes?
Quien regula la corriente?
Que pasa cuando falla el microprocesador?
Jimmy Saldivias, [email protected]
EJERCICIOS
Donde se fijan las alarmas?
Que tipo de alarmas se fijan?
Jimmy Saldivias, [email protected]
NAMUR NE43
La recomendación NAMUR NE43 (18.01.1994) sugiere
Para mediciones validas de 3.8 mA a 20.5 mA
La falla se debe indicar con valores de corriente <=3.6 mA o >=21.0 mA.
Jimmy Saldivias, [email protected]
EJERCICIOS
Cual es el estándar usado para alarmas de corriente?
Cual es el rango para mediciones validas?
Cual es el rango para fallas?
Jimmy Saldivias, [email protected]
DIFICULTADES No todos los fabricantes de instrumentos
siguen la recomendación NAMUR. La escala menor de 3.6 mA es difícil de
implementar en un transmisor inteligente Cada microamperio de consumo de corriente
es importante para soportar las demandas del microprocesador y de la circuiteria de sensores.
Alternativamente hay fabricantes que usan otras escalas.
Medición valida desde 3.9 mA a 20.8 mA. Falla indicada por <=3.75 mA o >=21.6 mA.
Jimmy Saldivias, [email protected]
EJERCICIOS
Por que no todos los fabricantes siguen NAMUR?
Que se alimenta con la corriente en un transmisor?
Mencione una escala diferente de NAMUR que usen los fabricantes:
Jimmy Saldivias, [email protected]
EJERCICIO
Jimmy Saldivias, [email protected]
El sensor de presión en un separador envía una señal eléctrica de 4-20 mA cuando la presión va de 800 a 900 psig. Realice los cálculos necesarios para llenar la siguiente tabla. Presión (psig) Corriente (mA)
0
500
800
8
12
900
1000
