F.A.Q. – Perché viene utilizzato il segnale di corrente 4-20 mA anziché il segnale di tensione?

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Perché viene utilizzato il segnale di corrente 4-20 mA anziché il segnale di tensione?

I segnali elettrici possono essere trasmessi in due modi diversi.

  • Segnale in corrente
  • Segnale in tensione

Attenzione però, perchè la scelta di ingresso analogico in corrente 4-20 mA nella serie S7-1200C non è possibile con gli AI a bordo, ma solo possibile con moduli aggiuntivi:

  • SM 1231 AI4 x 13 bit 6ES7 231-4HD32-0XB0
  • SM 1231 AI4 x HF 6ES7 231-5ND30-0XB0
  • SM 1231 AI8 x 13 BIT 6ES7 231-4HF32-0XB0

Il segnale di tensione quando trasmesso a lunga distanza provoca una caduta di tensione nei conduttori.

Potrebbe esserci una grande differenza di tensione tra l’estremità di invio e l’estremità di ricezione. Ciò porta a errori di misurazione poiché la nostra lettura della variabile di processo è presente nel modulo di tensione.

Pertanto, il segnale di tensione non viene generalmente utilizzato a causa di un maggiore errore nella misurazione.

D’altra parte, il segnale in corrente non viene influenzato dalla caduta di tensione nei fili del loop. La precisione di misurazione della trasmissione del segnale di corrente è di gran lunga migliore del segnale di trasmissione della tensione.

I trasduttori utilizzati in automazione può emettere un segnale 0-20 mA o 4-20 mA.

Il segnale 4-20 mA è preferito al segnale 0-20 mA perché il conduttore interrotto può essere facilmente rilevato con l’uso del segnale 4-20 mA.

Se la corrente osservata è zero in un trasmettitore 4-20 mA, il trasmettitore emetterà un segnale di errore.

Il segnale di corrente può essere trasmesso senza errori a una distanza di 1000 metri.


Perché segnale di corrente 4-20 mA?
Il trasmettitore è generalmente alimentato da circuito con alimentazione a 24 volt. Il trasmettitore con questa disposizione è chiamato trasmettitore a 2 fili.

Il segnale di processo può essere misurato collegando l’ amperometro in serie con la sorgente di alimentazione a 24 volt.

La risposta del segnale di corrente è più lineare della risposta del segnale di tensione e, pertanto, il segnale di corrente è preferito al segnale di tensione.

Si desidera che il segnale venga riprodotto all’estremità del sistema di controllo esattamente ciò che è stato prodotto all’estremità del trasmettitore in modo che entrambe le parti leggano e visualizzino gli stessi valori.

Il segnale non deve interferire con l’interferenza elettromagnetica esterna o con l’interferenza elettrostatica. Se questi segnali esterni si sovrappongono al segnale di misura può causare un errore sostanziale nella misura.

L’immunità ai disturbi del segnale di corrente e del segnale di tensione dipende dall’impedenza della sorgente. Il segnale di corrente fornisce una bassa impedenza al sensore/trasmettitore rispetto alla sorgente di tensione e quindi il segnale di corrente ha una migliore immunità al rumore.

Il segnale di corrente 4-20 mA è sicuro per le aree pericolose a causa della bassa potenza e non vi è alcun rischio di scosse elettriche o incendi.

Il segnale 4-20 mA viene alimentato a una resistenza collegata al circuito del trasmettitore.
Il resistore converte il segnale di corrente in un segnale di tensione per la successiva conversione in segnale digitale attraverso un convertitore da analogico a digitale che si trova nel modulo di ingresso analogico del sistema PLC o DCS.

Software necessari:

Download Tia Portal V16: da qui
Download Tia Portal V17: da qui
trial operativa 21 giorni.

Ricordo che per essere abilitati al download del software è necessaria una registrazione al sito di supporto Siemens (qui) ed una successiva autorizzazione da parte di Siemens, che può richiedere anche diversi giorni.

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