Датчики физических величин в SCADA - системах

Программа сбора информации по интерфейсу 4-20мА

Интерфейс токовой петли используется для передачи информации с середины двадцатого века. Пройдя на своем пути много стандартов и областей применения он получил свой современный вид. Токовая петля 4...20 мА применяется в технологическом оборудовании, датчиках и исполнительных устройствах средств автоматики. После появления стандарта RS-485 популярность петли стала падать, но в области технологического оборудования и промышленных датчиков она прочно заняла свое место. Большое количество надежных решений в области датчиков физических величин , таких как - датчики газа, датчики температуры, датчики давления, датчики положения, породили целую индустрию преобразователей сигнала токовой петли 4...20 мА в RS-485 интерфейс. В связи с этим разработчикам промышленных датчиков стало гораздо проще встраивать свои решения в любые цифровые решения по управлению производственными процессами и обеспечению безопасности на производстве. Теперь в составе любой Scada (Supervisory Control And Data Acquisition) системе можно встретить многоканальные преобразователи из аналоговой токовой петли в используемый в системе интерфейс и протокол. По сути аналоговые датчики с токовой петлей 4...20 мА стали универсальной единицей для построения многоуровневых цифровых систем управления технологическими процессами, вне зависимости от используемого протокола.

Интерфейс токовой петли 4...20 мА обладает как рядом преимуществ, так и недостатками. К преимуществам стоит отнести следующие характеристики данного интерфейса:

  • в передатчике токовой петли 4...20 мА используется не источник напряжения, а источник тока. Получается, что сигнал не зависит от сопротивления нагрузки и сопротивления используемого кабеля. Тогда сигнал не зависит ни от источника напряжения, ни от сопротивления кабеля; ток в петле может изменится только вследствие утечки кабеля, которые обычно очень малы.
  • в интерфейсе токовой петли 4...20 мА возможно запитать датчики с малым потреблением непосредственно от токовой петли, что сокращает количество проводов которые необходимо тянуть к датчику до двух.

Недостатком токовой петли является низкая скорость передачи данных, что привело к практически полному исчезновению интерфейса цифровой токовой петли. Для аналоговой токовой петли 4...20 мА скорость передачи информации не является важным параметром работы. Наследником цифровой токовой петли можно назвать протокол HART.

Выводы: Интерфейс токовой петли в настоящее время применяется в датчиках физических величин, в составе SCADA-систем. Подсоединение происходит при помощи многоканальных преобразователей.