• 4 مللي أمبير: يتوافق مع نقطة الصفر للقياس (الحد الأدنى)
• 20 مللي أمبير: يتوافق مع القياس الكامل (الحد الأعلى)
• القيم الوسيطة: يتوافق خطيًا مع المعلمة المقاسة

صيغة الحساب:
تيار الخرج = 4 + (القيمة المقاسة / النطاق) × 16 مللي أمبير

الحساب العكسي:
القيمة المقاسة = (تيار الخرج - 4) / 16 × المدى

• كشف الأسلاك المقطوعة: عندما تنخفض الإشارة إلى أقل من 4 مللي أمبير (على سبيل المثال، 0 مللي أمبير أو 2 مللي أمبير)، يمكن لجهاز الاستقبال اكتشاف سلك مقطوع أو حالة عطل على الفور
• مصدر طاقة ثنائي الأسلاك: يمكن للتيار الأدنى البالغ 4 مللي أمبير تشغيل أجهزة الإرسال ثنائية الأسلاك (مفهوم "الصفر الحي").
• الفرق بين الخطأ والصفر الحقيقي: قد تكون قيمة 0 مللي أمبير قيمة صفر حقيقية أو عطلًا؛ وتشير قيمة 4 مللي أمبير بوضوح إلى نقطة الصفر.

قانون أوم: U = I × R

عندما يكون التيار (I) ثابتًا: تتغير المقاومة R → يتغير الجهد U بشكل متناسب، لكن التيار I يظل دون تغيير.

حدود:

• مقاومة الكابل: ~40 أوم/كم × 2 كم = 80 أوم (ذهابًا وإيابًا)
• مقاومة دخل نظام التحكم الرقمي: 250 أوم
• إجمالي الحمل: 80 + 250 = 330 أوم

الحسابات:

• عند انخفاض الجهد بمقدار 20 مللي أمبير: U = 0.02 أمبير × 330 أوم = 6.6 فولت
• عند انخفاض الجهد بمقدار 4 مللي أمبير: U = 0.004 أمبير × 330 أوم = 1.32 فولت
• جهد التغذية المطلوب: ≥ 6.6 فولت + انخفاض جهد تشغيل جهاز الإرسال (~ 3 فولت) = 9.6 فولت

خاتمة: مع مصدر طاقة قياسي بجهد 24 فولت تيار مستمر، يصبح نقل البيانات لمسافة 2000 متر ممكناً تماماً! أما مع إشارات جهد تتراوح بين 0 و10 فولت، فإن تقسيم الجهد عبر الكابل سيؤدي إلى تدهور الإشارة بشكل كبير، مما قد يقلل الجهد الفعلي الذي يصل إلى نظام التحكم الموزع إلى 7-8 فولت فقط مع هامش خطأ هائل.

• خصائص مصدر التيار الثابت: لا يمكن لجهد التداخل المستحث خارجيًا أن يغير مقدار التيار
• مقاومة الحلقة المنخفضة: تكون معاوقة حلقة التيار أقل بكثير من معاوقة دوائر إشارة الجهد، مما يجعل من الصعب على جهد التداخل أن يقترن.
• الاستقبال التفاضلي: لا تهتم أجهزة الاستقبال إلا بمقدار التيار، وليس بالتداخل ذي الوضع المشترك

تشبيه: إشارات الجهد الكهربائي تشبه "تدفق الماء" - تتأثر بسهولة بالعوامل الخارجية. أما إشارات التيار الكهربائي فتشبه "حجم الماء الثابت" - بغض النظر عن مدى تعقيد المسار، يظل الحجم ثابتًا.

منطق التشخيص لدى فني الأجهزة:

• عند رؤية 0 مللي أمبير ← تحقق فورًا من وجود سلك تالف، وافحص الأسلاك
• عند رؤية 3.5 مللي أمبير ← عطل داخلي في جهاز الإرسال، استبدله
• رؤية 21 مللي أمبير ← تجاوز النطاق، تحقق من إعدادات النطاق أو ظروف العملية

• إرسال إشارة 4-20 مللي أمبير
• تشغيل جهاز الإرسال

لا حاجة إلى أسلاك طاقة إضافية!

مثال على مشروع مصنع: بافتراض وجود 1000 أداة
توفير في تكلفة الأسلاك الثنائية: 1000 مجموعة من أطراف الكابلات، وأجور توصيل الأسلاك
إجمالي وفورات التكاليف: يمكن أن تصل إلى مئات الآلاف من الدولارات

مصدر الطاقة (24 فولت تيار مستمر)
|
├─ [مقاومة 250 أوم] ──┬─ مقياس التيار (يعرض بالمللي أمبير)
│ |
└────────────────────┴─ [جهاز إرسال ثنائي الأسلاك]
|
القياس الميداني

• وظيفة: يحول الكميات الفيزيائية إلى تيار كهربائي يتراوح بين 4 و20 مللي أمبير
• الأنواع: الضغط، ودرجة الحرارة، والتدفق، وأجهزة إرسال المستوى، إلخ.
• خصائص المخرجات: خرج التيار الثابت

وظيفة: يحول التيار إلى جهد كهربائي لتحويل الإشارة التناظرية إلى رقمية
حساب: 20 مللي أمبير × 250 أوم = 5 فولت (جهد الإدخال القياسي)

• معيار: 24 فولت تيار مستمر ±10%
• الأنواع: مزود طاقة تبديل، مزود طاقة خطي
• متطلبات: خرج مستقر، تموج منخفض، حماية من قصر الدائرة

• مواصفة: كابل محمي مزدوج ملتوي (على سبيل المثال، RVVP 2×1.5)
• طبقة الحماية: مؤرض من طرف واحد (يمنع حدوث حلقات أرضية)

1. افصل جهاز الإرسال عن اتصال DCS
2. قم بتوصيل جهاز المعايرة على التوالي مع الحلقة
3. يجب أن يكون خرج جهاز المعايرة 4 مللي أمبير، 12 مللي أمبير، 20 مللي أمبير على التوالي
4. تحقق من تطابق قراءات نظام التحكم الموزع/وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة بشكل صحيح
5. سجل الأخطاء، وعدّلها أو استبدلها حسب الحاجة.

• مولد الإشارة: يحاكي إشارات 4-20 مللي أمبير
• جهاز القياس المتعدد: يقيس التيار الفعلي
• المقياس القياسي: يقارن الدقة

عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها:

1. تحقق من المؤشر المحلي
   • مؤشر محلي لديه قراءة → مشكلة في إرسال الإشارة أو نظام التحكم الموزع
   • يُظهر المؤشر المحلي أيضًا الصفر ← مشكلة في جهاز القياس الميداني
2. بافتراض أن المؤشر المحلي طبيعي، قم بقياس إشارة التيار بالمللي أمبير
   • استخدم جهاز قياس متعدد لقياس التيار بالمللي أمبير على التوالي ← الإشارة الفعلية هي 12 مللي أمبير ← مشكلة في بطاقة DCS
   • الإشارة الفعلية 4 مللي أمبير فقط ← مشكلة في جهاز الإرسال أو الأسلاك
3. مزيد من الفحص
   • فحص توصيلات الطرفية ← تم العثور على توصيل غير محكم
   • بعد الشد، يعود الوضع إلى طبيعته → تم إصلاح العطل

• فحص استقرار قيمة الإشارة
• إحكام وصلات الأطراف
• قياس جهد مصدر الطاقة
• الظروف البيئية (درجة الحرارة، الرطوبة)

• استخدم كابلات وموصلات عالية الجودة
• تأكد من الحماية والتأريض المناسبين
• المعايرة الدورية (مرة أو مرتين في السنة)
• الاحتفاظ بسجلات الصيانة

• إشارة رقمية متراكبة على إشارة تناظرية 4-20 مللي أمبير
• التردد: 1200 هرتز تعديل FSK
• ميزة: متوافق مع التيار التقليدي 4-20 مللي أمبير مع دعم الاتصالات الرقمية

• التشخيص عن بعد
• المعايرة عبر الإنترنت
• ناقل حركة متعدد المتغيرات
• إدارة الأصول

مؤسسة فيلدباص:

• اتصال رقمي ثنائي الاتجاه بالكامل
• وظائف التحكم الموزعة على الأجهزة الميدانية
• دقة وموثوقية أعلى

بروفيبوس PA/DP:

• معيار Openfieldbus
• يستخدم على نطاق واسع في الصناعات التحويلية

WirelessHART:

• نقل لاسلكي
• مناسب للأماكن التي يصعب تمديد الأسلاك فيها

لكن! لا يزال التيار الكهربائي من 4 إلى 20 مللي أمبير هو التيار السائد:
✓ توافق ممتاز
✓ تكنولوجيا ناضجة
✓ تكلفة منخفضة
✓ صيانة بسيطة

خلفية: وحدة جديدة في مصفاة مزودة بأجهزة إرسال ضغط على بعد 1500 متر من غرفة التحكم DCS، باستخدام إرسال إشارة 4-20 مللي أمبير.

حسابات التصميم:

• مقاومة الكابل: 1.5 كم × 40 أوم/كم × 2 = 120 أوم
• مقاومة دخل نظام التحكم الرقمي: 250 أوم
• إجمالي مقاومة الحمل: 370 أوم

انخفاض الجهد عند 20 مللي أمبير: 0.02 أمبير × 370 أوم = 7.4 فولت
الجهد المطلوب: 7.4 فولت + 3 فولت (جهاز الإرسال) = 10.4 فولت
مصدر طاقة 24 فولت تيار مستمر مُختار: هامش كافٍ ✓

تطبيق:

• كابل RVVP محمي مختار 2×1.5
• الدرع مثبت على جانب DCS فقط
• محطات الحقل معزولة بشكل صحيح ضد الماء
• تم تشغيله بنجاح من المحاولة الأولى

خلفية: أظهر مقياس التدفق في غرفة المضخات تقلبات حادة في القراءة، مما جعله غير قابل للاستخدام للتحكم.

تشخيص الأعطال:

العرض: قراءات التدفق تتقلب بسرعة ضمن نطاق ±10%

تحقيق:

1. تم قياس إشارة التيار بالمللي أمبير باستخدام جهاز قياس متعدد → تم تأكيد التذبذب
2. تم فصل جهاز الإرسال، وتم توصيل مولد الإشارة القياسي ← قراءة نظام التحكم الموزع مستقرة
   → الخلاصة: مشكلة في جهاز الإرسال أو ظروف الميدان
3. المجال الذي تم فحصه: محرك VFD كبير مجاور لجهاز الإرسال
   → الخلاصة: التداخل الكهرومغناطيسي

حل:

• تم إعادة توجيه كابل الإشارة عبر قناة معدنية (تدريع مغناطيسي)
• درع مؤرض عند كلا الطرفين (يزيل التداخل)
• تمت إضافة مرشح إلى مصدر طاقة جهاز الإرسال
• زيادة المسافة بين كابلات الإشارة والطاقة (>30 سم)

نتيجة: استقرت القراءات ضمن نطاق ±0.5%

• فهم المبادئ: إن معرفة سبب استخدامنا له تمكننا من استخدامه بشكل جيد
• تشخيص الأعطال الرئيسية: تُعد الأعطال التي تتراوح بين 4 و20 مللي أمبير هي الأكثر شيوعًا في العمل اليومي
• قم بإجراء الصيانة المناسبة: المعايرة الدورية، وفحص الأسلاك، لضمان الموثوقية
• احتضن التكنولوجيا الجديدة: تُعد تقنية HART وأجهزة الإرسال الذكية تطورًا لتقنية 4-20 مللي أمبير

قد تبدو إشارة 4-20 مللي أمبير بسيطة، لكنها تجسد حكمة هندسية عميقة. إتقانها يُعدّ معرفة أساسية لكل فني أجهزة.

• دليل اختيار جهاز إرسال الضغط روزماونت 3051: المواصفات الفنية
• جهاز إرسال درجة الحرارة روزماونت 3144P: دليل تكوين HART واستكشاف الأخطاء وإصلاحها
• دليل توصيل جهاز إرسال درجة الحرارة E+H iTEMP TMT72 وتحليل الأعطال
• دليل ترحيل جهاز الإرسال الصفري: شرح الترحيل الإيجابي مقابل الترحيل السلبي
• مقارنة بين جهاز Emerson AMS Trex وجهاز Rosemount 475: دليل شامل للاختيار والترقية

توفير حلول أجهزة قياس عالية الجودة

شركة شيان يونروي للتجارة المحدودة تُورّد منتجات أصلية روزماونت, فيشر, ، و إندريس+هاوزر أجهزة إرسال وأجهزة قياس التيار 4-20 مللي أمبير. تواصل مع مهندسي التطبيقات لدينا للحصول على استشارة فنية.

📧 sales@yunrui-controls.com | 📱 واتساب: 18710784030