El bucle de corriente de 4-20 mA
El lazo de corriente de 4 a 20 miliamperios es ampliamente reconocido como el método estándar para la medición y el control analógico en la automatización industrial. Este método es muy favorecido para la transmisión de información de proceso debido a la corriente constante que mantiene desde el transmisor hasta el receptor. Ofrece simplicidad y rentabilidad, lo que lo convierte en una opción ideal para muchas industrias. Sin embargo, es esencial tener en cuenta ciertas consideraciones, como el impacto de las caídas de voltaje, el número de variables de proceso a monitorear y el costo y la complejidad asociados.
Al comprender los principios fundamentales del lazo de corriente de 4-20 mA, se pueden tomar decisiones informadas con respecto al control de procesos, lo que en última instancia afectará la eficiencia y la rentabilidad de las operaciones.
Ventajas:
- El lazo de corriente de 4-20 mA es ampliamente considerado superior y estándar en diversas industrias.
- Proporciona una conexión sencilla y fácil de configurar.
- Es rentable, ya que requiere menos cableado y conexiones.
- Adecuado para transmisiones de larga distancia sin reducción de corriente en conexiones extendidas.
- Menos sensible al ruido eléctrico de fondo.
- En caso de fallas del sistema, es fácil de rastrear ya que 4 mA representan una salida del 0%.
Desventajas:
- Los lazos de corriente solo pueden transmitir una señal de proceso específica.
- Cuando se requiere transmitir múltiples variables de proceso, son necesarios múltiples lazos, lo que puede llevar a complejidades y desafíos de aislamiento.
Componentes de un lazo de corriente de 4-20 mA: El lazo de corriente de 4-20 mA comprende varios componentes esenciales, que incluyen:
- Sensor: Mide una variable de proceso específica como temperatura, humedad, flujo, nivel o presión.
- Transmisor: Convierte la medición del sensor en una señal de corriente.
- Fuente de alimentación: Suministra el voltaje requerido para el lazo, considerando la caída de voltaje de los componentes conectados.
- Lazo: El cable real que conecta el sensor al dispositivo que recibe la señal de 4-20 mA, típicamente utilizando cables blindados para resistir el ruido eléctrico.
- Receptor: Interpreta la señal de corriente y la convierte en unidades fácilmente comprensibles para los operadores.
Principio de funcionamiento del lazo de corriente de 4-20 mA: La Ley de Ohm, V = I x R, juega un papel crucial en la comprensión del proceso. El voltaje (V) es igual a la corriente (I) multiplicada por la resistencia (R). Si bien cada elemento en el lazo contribuye al voltaje o experimenta una caída de voltaje, la corriente permanece constante en todo el lazo. Este principio asegura que la corriente sea idéntica en todos los puntos dentro del lazo, de manera similar al flujo de agua en una tubería. El flujo de electrones, o corriente, es similar al flujo de agua en la tubería. Así como la presión empuja el agua a través de curvas y restricciones en la tubería, las resistencias limitan el flujo de corriente en el circuito. A pesar de las caídas de voltaje en varios puntos, la corriente a través del cable permanece constante, lo que hace que el uso de la corriente para transmitir información del proceso sea confiable y bien fundamentado.
