Protocolos Industriales

 
La corriente de 4-20 mA se utiliza comúnmente para conectar señales de proceso a un controlador en aplicaciones industriales.

No es un protocolo en si mismo, pero es usado en la industria para medición y control.

A veces se utiliza una señal de tensión analógica o comunicación digital, pero resulta muy ventajoso utilizar un lazo de corriente para enviar los valores del proceso al controlador.

¿Por qué utilizar corriente en lugar de tensión?

La cantidad de flujo de corriente se puede cambiar modificando la resistencia del lazo o la tensión del lazo. La mayoría de los lazos de corriente que se encuentran en aplicaciones industriales reciben alimentación de una fuente fija de 24 V, por lo que la corriente del lazo cambia modificando la oposición al flujo de corriente del lazo.

Un transmisor de lazo o lazo de corriente,  mide una variable del proceso y regula la corriente de lazo entre 0,004 y 0,02 A, (4 mA...20 mA), mediante la modificación de la oposición al flujo de corriente del lazo. Los transmisores de lazo pueden medir casi cualquier variable del proceso; por ejemplo, la temperatura, la presión, el nivel o el flujo.

Beneficios

Las señales de corriente son intrínsecamente más inmunes a la EMI que las señales de tensión, especialmente en distancias más largas.

Esta es una de las grandes ventajas de usar corriente en lugar de tensión para llevar las mediciones de proceso a un sistema de control. Otras razones por las que 4...20 mA es un estándar ampliamente establecido para su uso en el control de procesos son:

• Mide señales ANALÓGICAS.
  
• Las señales de tensión se atenúan ligeramente a larga distancia debido a la resistencia de los cables. Esto es especialmente problemático si el nivel de señal es bajo (por ejemplo, salidas de mV de células de carga). A diferencia de las señales de tensión, las señales de corriente de 4... 20 mA no se atenúan a larga distancia (dentro de unos límites). No importa si el sensor de proceso está a una distancia del controlador de 5 m, 100 m o incluso más. El flujo de corriente regulado por el transmisor es correcto e idéntico en todo el lazo de corriente.
• Un cable roto en un lazo de corriente da lugar a un flujo de corriente de 0 mA. Un controlador puede detectar fácilmente este nivel de corriente inusualmente bajo como un error de cable. Si se utilizan señales de tensión, el cableado roto puede actuar como una antena, permitiendo que la EMI local induzca una tensión en los cables de señal. Esto hace más difícil detectar la rotura de un cable si el controlador está midiendo tensión.
• Puede programar la mayoría de los transmisores de corriente para que regulen la corriente a un nivel inusualmente alto o bajo si el sensor falla. Por ejemplo, el transmisor puede regular la corriente de lazo a 3,5 o 23 mA si se rompe el sensor de termopar.
• Funciona con 2 hilos, Los transmisores de los que se ha hablado hasta ahora son los denominados transmisores de "2 hilos". Un transmisor de 2 hilos recibe alimentación de la fuente de alimentación del lazo, por lo que a veces se le denomina transmisor "alimentado por lazo". Ventajas:
  • No se requieren cables de alimentación independientes en la instalación
  • Menor coste
  • Se pueden colocar en el cabezal del sensor (es decir, muy cerca del sensor)
  • tienen un consumo de energía muy bajo