• 4mA: Sepadan dengan titik sifar pengukuran (had bawah)
• 20mA: Sepadan dengan pengukuran skala penuh (had atas)
• Nilai pertengahan: Secara linear sepadan dengan parameter yang diukur

Formula Pengiraan:
Arus Output = 4 + (Nilai Terukur / Julat) × 16 mA

Pengiraan Songsang:
Nilai Terukur = (Arus Keluaran – 4) / 16 × Julat

• Pengesanan Wayar Putus: Apabila isyarat jatuh di bawah 4mA (contohnya, 0mA atau 2mA), peranti penerima boleh segera mengesan wayar yang rosak atau keadaan kerosakan.
• Bekalan Kuasa Dua Wayar: Arus minimum 4mA boleh menggerakkan pemancar dua wayar (konsep "sifar langsung")
• Perbezaan Kesalahan vs Sifar Sebenar: 0mA mungkin nilai sifar sebenar atau kerosakan; 4mA jelas menunjukkan titik sifar

Hukum Ohm: U = I × R

Apabila I (arus) malar: Rintangan R berubah → Voltan U berubah secara berkadaran, tetapi arus I kekal tidak berubah.

Parameter:

• Rintangan kabel: ~40Ω/km × 2km = 80Ω (perjalanan pergi balik)
• Rintangan input DCS: 250Ω
• Jumlah beban: 80 + 250 = 330Ω

Pengiraan:

• Pada penurunan voltan 20mA: U = 0.02A × 330Ω = 6.6V
• Pada penurunan voltan 4mA: U = 0.004A × 330Ω = 1.32V
• Voltan bekalan yang diperlukan: ≥6.6V + penurunan operasi pemancar (~3V) = 9.6V

Kesimpulan: Dengan bekalan standard 24VDC, penghantaran 2000 meter adalah sepenuhnya boleh dilaksanakan! Dengan isyarat voltan 0-10V, pembahagian voltan kabel akan merosakkan isyarat dengan teruk, berpotensi mengurangkan voltan sebenar yang mencapai DCS kepada hanya 7-8V dengan ralat yang sangat besar.

• Ciri-ciri Sumber Arus Malar: Voltan gangguan teraruh luaran tidak dapat mengubah magnitud arus
• Impedans Gelung Rendah: Impedans gelung arus jauh lebih rendah daripada litar isyarat voltan, menjadikannya sukar untuk voltan gangguan digandingkan
• Penerimaan Berbeza: Peranti penerima hanya mementingkan magnitud arus, bukan gangguan mod biasa

Analogi: Isyarat voltan adalah seperti "aliran air"—mudah terjejas oleh pengaruh luaran. Isyarat arus adalah seperti "isipadu air tetap"—tanpa mengira betapa kompleksnya laluannya, isipadunya kekal malar.

Logik Diagnostik Juruteknik Instrumen:

• Melihat 0mA → Segera nilai wayar yang rosak, periksa pendawaian
• Melihat 3.5mA → Kerosakan dalaman pemancar, gantikan
• Melihat 21mA → Overrange, semak tetapan julat atau keadaan proses

• Menghantar isyarat 4-20mA
• Menghidupkan pemancar

Tiada pendawaian kuasa tambahan diperlukan!

Contoh Projek Kilang: Dengan mengandaikan 1000 instrumen
Penjimatan dua wayar: 1000 set terminal kabel, buruh pendawaian
Jumlah penjimatan kos: Boleh mencecah ratusan ribu dolar

Bekalan Kuasa (24VDC)
|
├─ [Perintang 250Ω] ──┬─ Ammeter (paparan mA)
│ |
└────────────────────────┴─ [Pemancar Dua Wayar]
|
Pengukuran Lapangan

• Fungsi: Menukar kuantiti fizikal kepada arus 4-20mA
• Jenis: Tekanan, suhu, aliran, pemancar aras, dsb.
• Ciri-ciri Keluaran: Output sumber arus malar

Fungsi: Menukar arus kepada voltan untuk penukaran A/D
Pengiraan: 20mA × 250Ω = 5V (voltan input piawai)

• Piawai: 24VDC ±10%
• Jenis: Bekalan kuasa pensuisan, bekalan kuasa linear
• Keperluan: Output stabil, riak rendah, perlindungan litar pintas

• Spesifikasi: Kabel berpelindung pasangan berpintal (cth., RVVP 2×1.5)
• Lapisan Perisai: Dibumikan hujung tunggal (mencegah gelung pembumian)

1. Putuskan sambungan pemancar daripada sambungan DCS
2. Sambungkan penentukur secara bersiri dengan gelung
3. Mempunyai output penentukur masing-masing 4mA, 12mA, 20mA
4. Periksa sama ada bacaan DCS/PLC sepadan dengan betul
5. Rekodkan ralat, laraskan atau gantikan mengikut keperluan

• Penjana Isyarat: Mensimulasikan isyarat 4-20mA
• Meter berbilang: Mengukur arus sebenar
• Meter Piawai: Membandingkan ketepatan

Proses Penyelesaian Masalah:

1. Semak penunjuk tempatan
   • Penunjuk tempatan mempunyai bacaan → Masalah dalam penghantaran isyarat atau DCS
   • Penunjuk tempatan juga menunjukkan sifar → Masalah dengan instrumen medan
2. Dengan mengandaikan penunjuk tempatan adalah normal, ukur isyarat mA
   • Gunakan multimeter untuk mengukur mA secara bersiri → Isyarat sebenar ialah 12mA → Masalah dalam kad DCS
   • Isyarat sebenar hanya 4mA → Masalah dengan pemancar atau pendawaian
3. Pemeriksaan lanjut
   • Periksa sambungan terminal → Sambungan longgar ditemui
   • Selepas diketatkan, kembali normal → Kerosakan diselesaikan

• Pemeriksaan kestabilan nilai isyarat
• Ketegangan sambungan terminal
• Pengukuran voltan bekalan kuasa
• Keadaan persekitaran (suhu, kelembapan)

• Gunakan kabel dan penyambung berkualiti tinggi
• Pastikan perisai dan pembumian yang betul
• Penentukuran berkala (1-2 kali setahun)
• Mengekalkan rekod penyelenggaraan

• Isyarat digital yang ditumpangkan pada isyarat analog 4-20mA
• Frekuensi: Modulasi FSK 1200Hz
• Kelebihan: Sesuai dengan 4-20mA tradisional sambil menyokong komunikasi digital

• Diagnostik jarak jauh
• Penentukuran dalam talian
• Penghantaran berbilang pembolehubah
• Pengurusan aset

Bas Lapangan YAYASAN:

• Komunikasi dwiarah sepenuhnya digital
• Fungsi kawalan diedarkan kepada peranti medan
• Ketepatan dan kebolehpercayaan yang lebih tinggi

Profibus PA/DP:

• Standard bas medan terbuka
• Digunakan secara meluas dalam industri proses

WirelessHART:

• Penghantaran tanpa wayar
• Sesuai untuk lokasi yang sukar untuk dipasang wayar

Tetapi! 4-20mA kekal sebagai arus perdana:
✓ Keserasian yang sangat baik
✓ Teknologi matang
✓ Kos rendah
✓ Penyelenggaraan mudah

Latar Belakang: Sebuah unit baharu di kilang penapisan dengan pemancar tekanan 1500 meter dari bilik kawalan DCS, menggunakan penghantaran isyarat 4-20mA.

Pengiraan Reka Bentuk:

• Rintangan kabel: 1.5km × 40Ω/km × 2 = 120Ω
• Rintangan input DCS: 250Ω
• Rintangan beban keseluruhan: 370Ω

Penurunan voltan pada 20mA: 0.02A × 370Ω = 7.4V
Bekalan yang diperlukan: 7.4V + 3V (pemancar) = 10.4V
Bekalan 24VDC terpilih: Margin yang mencukupi ✓

Pelaksanaan:

• Kabel berpelindung RVVP 2×1.5 yang dipilih
• Perisai dibumikan pada bahagian DCS sahaja
• Terminal medan yang kalis air dengan betul
• Berjaya ditauliahkan pada percubaan pertama

Latar Belakang: Sebuah meter aliran di bilik pam menunjukkan turun naik bacaan yang teruk, menjadikannya tidak boleh digunakan untuk kawalan.

Diagnosis Kerosakan:

Simptom: Bacaan aliran berubah-ubah dengan cepat dalam julat ±10%

Siasatan:

1. Isyarat mA yang diukur dengan multimeter → Turun naik yang disahkan
2. Pemancar terputus sambungan, penjana isyarat standard yang disambungkan → Bacaan DCS stabil
   → Kesimpulan: Masalah dengan keadaan pemancar atau medan
3. Medan yang diperiksa: Motor VFD besar bersebelahan dengan pemancar
   → Kesimpulan: Gangguan elektromagnet

Penyelesaian:

• Kabel isyarat yang dialihkan melalui saluran logam (pelindung magnet)
• Perisai berbumi di kedua-dua hujung (menghilangkan gangguan)
• Penapis ditambah pada bekalan kuasa pemancar
• Jarak yang lebih jauh antara kabel isyarat dan kuasa (>30cm)

Keputusan: Bacaan distabilkan dalam julat ±0.5%

• Fahami prinsip-prinsip: Mengetahui mengapa kita menggunakannya membolehkan kita menggunakannya dengan baik
• Diagnosis kerosakan utama: Kerosakan 4-20mA adalah yang paling biasa dalam kerja harian
• Lakukan penyelenggaraan yang betul: Penentukuran berkala, pemeriksaan pendawaian, memastikan kebolehpercayaan
• Terimalah teknologi baharu: HART dan pemancar pintar ialah evolusi 4-20mA

Isyarat 4-20mA mungkin kelihatan mudah, tetapi ia merangkumi kebijaksanaan kejuruteraan yang mendalam. Menguasainya adalah pengetahuan asas bagi setiap juruteknik instrumen.

• Panduan Pemilihan Pemancar Tekanan Rosemount 3051: Spesifikasi Teknikal
• Pemancar Suhu Rosemount 3144P: Panduan Konfigurasi dan Penyelesaian Masalah HART
• Panduan Pendawaian Pemancar Suhu E+H iTEMP TMT72 dan Analisis Penyelesaian Masalah
• Panduan Migrasi Sifar Pemancar: Penjelasan Migrasi Positif vs Negatif
• Emerson AMS Trex lwn. Rosemount 475: Panduan Pemilihan dan Naik Taraf Komprehensif

Membekalkan Penyelesaian Instrumentasi Berkualiti

Xi'an Yunrui Trading Co., Ltd. membekalkan barang tulen Rosemount, Penangkap ikan, dan Endress+Hauser Pemancar dan instrumentasi 4-20mA. Hubungi jurutera aplikasi kami untuk rundingan teknikal.

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