sesion 2 señal 4 a 20 ma.ppt

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.

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EJERCICIO

Que valor se asigna a 4 mA?

Que valor se asigna a 20 mA?

¿Cuál es la ventaja del lazo de corriente?

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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

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EJERCICIO

Diga las razones para usar 4-20 mA1. .2. .3. .4. .

Cuales son los estándares de voltaje para señal

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EJERCICIO

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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.

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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?

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LAZO DE CORRIENTE

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EJERCICIO

¿Cuales son los elementos de Lazo de Corriente?1. .2. .3. .4. .

¿Cuantas veces se toma en cuenta la resistencia del cable?

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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

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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

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EJERCICIO

A mayor área del conductor…

A mayor distancia por recorrer….

¿Qué ventaja tiene el cable hilado?

A mayor temperatura del cable….

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RESISTENCIA DEL CABLE

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EJERCICIO

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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

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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

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EJERCICIOS

Cuantos cables usa el transmisor

Que alternativas de salida programable tiene?

Que protocolos digitales maneja?

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EJERCICIO

Cual es el rango de salida de corriente?

Como se fija el limite de salida?

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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

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EJERCICIOS

¿Dónde detectan fallas los dispositivos Inteligentes?

Quien regula la corriente?

Que pasa cuando falla el microprocesador?

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EJERCICIOS

Donde se fijan las alarmas?

Que tipo de alarmas se fijan?

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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.

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EJERCICIOS

Cual es el estándar usado para alarmas de corriente?

Cual es el rango para mediciones validas?

Cual es el rango para fallas?

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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.

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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:

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EJERCICIO

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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