При применении системы защиты от помех электроприводов эффективность защиты от помех при использовании аналогового сигнала 4-20 мА намного лучше, чем при использовании аналогового сигнала 2-10 В. Почему?
Анализ сигнала 2-10В
Как показано на рисунке выше：
- Когда мы используем 2-10 В, из-за высокого входного сопротивления модуля (R = 34K) ток входного сигнала очень низкий (0,059 мА-0,29 мА).В результате отношение сигнал/ шум на этом тракте очень низкое, что означает низкую проводимость и помехозащищенность от излучения.Другими словами, с точки зрения электронного дизайна, это наиболее уязвимая часть.
- На сигнальном тракте 2-10 В устройство вывода может гарантировать корректность выходного напряжения (Vo) только на стороне контроллера (поскольку точка обратной связи по напряжению находится близко к выходному контакту).Напротив, нельзя гарантировать правильность входного напряжения (Vi) на стороне привода, поскольку Vi= Vo + Vnoise + Vground-diff, Vnoise и Vground-diff очень чувствительны к помехам и вызывают переходные изменения, которых невозможно избежать.
- Длина, внутреннее сопротивление и меры экранирования сигнального кабеля напряжением 2-10 В существенно влияют на помехозащищенность сигнала напряжением 2-10 В. Чем длиннее кабель, тем больше внутреннее сопротивление кабеля, и чем хуже меры экранирования, тем хуже защита от помех сигнала напряжением 2-10 В.Поэтому напряжение 2-10 В обычно используется для связи на очень малых расстояниях.
Анализ сигнала 4-20 мА
По сравнению с сигналом 2-10 В, 4-20 мА устраняют два фатальных недостатка сигнала 2-10 В.Как показано на рисунке выше：
- Когда мы используем 4-20 мА, из-за низкого входного сопротивления модуля (R = 120 Ом) ток входного сигнала относительно велик (4 мА-20 мА).В результате отношение сигнал/ шум на этом тракте очень высокое, что означает лучшую проводимость и помехозащищенность от излучения.Следовательно, трудно обеспечить значительное нарушение работы сигнальной линии 4-20 мА.
- На сигнальном тракте 4-20 мА устройство вывода может обеспечить корректность всего тока выходного контура, включая ток на стороне выхода и ток на входе исполнительного механизма.Поскольку целью выборки обратной связи в выходной цепи является ток на выходе контура 4-20 мА, ток полностью эквивалентен во всем сигнальном контуре.Следовательно, ток, измеряемый на клемме привода, должен быть выходным током на клемме управления.Даже при наличии помех и непостоянного уровня заземления выходную цепь 4-20 мА можно регулировать с помощью активной отрицательной обратной связи для обеспечения корректности тока сигнала.
- Длина и внутреннее сопротивление сигнального кабеля 4-20 мА практически не влияют на помехозащищенность 4-20 мА.Поэтому для связи на большие расстояния обычно используется напряжение 4-20 мА.
вывод
Таким образом, характеристики помехоустойчивости сигнала 4-20 мА в промышленных условиях значительно лучше, чем у сигнала 2-10 В.Это также верно в сценариях применения электроприводов.
Сопутствующие технические статьи：
Соответствующие технические стандарты
Безопасность Общественной сети Хубэй № 42018502006527