¿Por qué 4–20 mA?

¿Por qué 4–20 mA?

 

 

En la industria nos encontramos con sensores y dispositivos, vinculados a aplicaciones de control de procesos, que comparten un mismo estándar desde hace muchos años: nos suministran sus mediciones mediante un lazo de corriente de 4 a 20 mA.

 

 

¿Cuál es el origen de este rango tan popular?

 

 

 

Manómetro

Debemos remontarnos al siglo XX, y siendo más específicos, a la década de los años cincuenta, cuando la neumática predominaba en la industria y su control se referenciaba con rangos de 3 a 15 PSI. Cualquier valor fuera de ese margen era considerado señal de alarma.

 

Por lo tanto, es importante destacar, que estamos mencionando a uno de los  acontecimientos más importantes en relación a la revolución industrial 2.0, la integración del control electrónico a la neumática.

 

En ese contexto, la fácil instalación y mantenimiento del cableado eléctrico sedujo a los industriales, quienes sufrían los problemas de pérdidas de presión en las líneas neumáticas y el gasto energético que representaba el continuo funcionamiento de aquellos ineficientes compresores.

 

Por que 4-20 mALa solución electrónica, con lazos de corriente 4 a 20 mA, ganó terreno rápidamente gracias a su mayor precisión, bajo consumo y potencial algorítmico para controles complejos (PID). Y no solo esto, soportó dos revoluciones más de la tecnología industrial, convirtiéndose en un estándar que pareciera no tener fecha de caducidad.

 

 

 

 

 

Ventajas:

 

  • Estándar industrial hace más de 50 años, gran variedad de equipos en el mercado
  • El rango 4 – 20 mA tiene un ratio 1:5 equivalente al rango 3-15 PSI, utilizado en neumática
  • Considerando la 1° ley de Kirchhoff, la corriente medida en cualquier punto del lazo siempre es la misma. Por lo tanto un lazo 4-20 mA tendrá mayor precisión que cualquier señal de tensión
  • Es más estable en largas distancias y más inmune a los ruidos eléctricos, interferencias electromagnéticas o de radio frecuencia
  • Considerando al valor 4 mA como 0% de la señal, es muy fácil detectar fallas en el cableado o circuito abierto
  • Los sensores pasivos de 2 hilos se alimentan a través de la energía otorgada por el equipo receptor, mejorando el costo de instalación
  • Puede transmitir los datos digitales HART a través de los mismos cables sin interferencias entre ambas señales
  • Puede utilizarse para señales de seguridad intrínseca en áreas clasificadas
  • Fácil medición de fallas con un multímetro (valores menores a 3.8 mA o mayores a 20,5 mA)
  • El valor de intensidad 20 mA está por debajo del umbral de 30 mA de riesgo eléctrico para la salud

 

 

 

Composición general de un lazo 4-20 mA:

 

 

Sensor: Mide una variable del proceso entregando una señal proporcional en el rango 4-20 mA

 

Puede ser activo o pasivo:

 

    • El sensor activo tiene su propia entrada de alimentación externa (circuito independiente) +  2 hilos de salida 4-20 mA que se conectan directamente al equipo receptor

 

    • Los sensores pasivos de 2 hilos (mayoritarios), no necesitan fuente de alimentación externa, ya que se alimentan a través de la energía otorgada por el equipo receptor

 

 

Lazo de corriente: Circuito de corriente continua que envía señales de un sensor a un dispositivo receptor a través de dos hilos conductores.

 

 

Equipo receptor: Recibe la información para analizar, almacenar o procesar variables, puede ser un PLC, controlador PID, Scada, Acondicionadores de señal, etc.

 

 

*  En Weidmüller puede encontrar la línea más completa de Acondicionadores de señal que su industria necesita.

 


 

 

Acondicionadores de señal

 

 

 

Serie ACT20M Weidmüller

 

 

 

La nueva gama de productos ACT20M de WEIDMÜLLER combina tecnologías innovadoras y una alta funcionalidad dentro de una carcasa para componentes electrónicos de solo 6 mm de anchura. El elevado nivel de separación galvánica y una precisión de hasta 0,05 % garantizan una gran seguridad de proceso.

 

La misma incluye Duplicadores de señal, Convertidores y Separadores de señal, Convertidores de medida de temperatura universales y Separadores pasivos (de 1 o 2 canales).

 

 

 

Ver productos

 

 

 

 

 

Duplicador de Señal Weidmüller 1176020000

 

 

ACT20M - Acondicionadores de señal - Weidmüller

 

 

 

  • Acondicionador universal de señales normalizadas de 1 entrada y 2 salidas
  • Posee 6,1 mm de ancho, con fuente de alimentación externa, para la transmisión, separación y amplificación de señales de corriente de 0/4 a 20 mA y señales de tensión de 0/2 – 10 V // 0/1 – 5 V analógicas DC.
  • Las señales de entrada y de salida se pueden configurar mediante dipswitchs.

 

 

 

ACT20M - Acondicionadores de señal - Weidmüller

 

ACT20M - Acondicionadores de señal - Weidmüller

 

 

 

ACT20M - Acondicionadores de señal - Weidmüller

 

 

 

Configuración de un sensor activo como entrada de señal en acondicionador duplicador Weidmuller 1176020000  (sensor salida de señal 2 hilos 4 – 20 mA / alimentación del sensor independiente)

 

 

ACT20M - Acondicionadores de señal - Weidmüller 

 

 

Configuración de un sensor pasivo como entrada de señal en acondicionador duplicador Weidmuller 1176020000  (sensor con salida de señal 2 hilos 4 – 20 mA alimentado por el acondicionador mediante el mismo lazo en la entrada)