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4-20ma模拟量无线传输有哪些成熟的方案?4~20ma模拟输出是干什么的

作者:五金加工
文章来源:本站

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  现场不知道环境如何,唯一知道的就是现场仪表输出4-20mA远距离传输。看看我用的神器是否满足你的需求。上图!

  从图中看到两个盒子没,那就是把4-20mA转无线信号的,有点类似于光纤收发器成对使用,区别是中间无需导线、光纤之类的连接,是通过无线传输。图中的是传输距离600m左右。

  假如现场仪表是液位变送器,将液位变送器的输出信号接到发射器,如果现场仪表是采用两线制的,那么还有给予配24V直流电。

  操作过程,将现场用的设置为发射器,远端用的设置为接受器。在发射器这端将模拟量接入IN、GND,一组IN、GND可接一路模拟量输入,因此,多通道的就可接多块现场模拟量仪表。当设备设置为发射器时,它的OUT 、GNG与现场仪表输进来的信号是1:1输出,因此可以用于就地显示。但是设备为接收器时,输出的模拟量数值是发射器发射过来的信号。

  我是去年用的,数据还是比较稳定,我选用的是600m的。主要是因为当时那个地方单独一台测量液位的,离中控室很远,放线有没有桥架想偷懒,所以才想了这个懒人办法。用到现在吧数据没有什么异常,我是隔了2堵墙。可以试试!

  4-20mA是工业上常用的标准电流信号,但是电流信号是模拟量信号,模拟信号要转化为无线传输需要首先转换为数字量信号。题目要求抗干扰能力强、传输距离远,而且是无线传输。传输距离在无线传输方案的确定中起着主导性的因素。猜测题目针对的应该是矿用、井下环境。

  这一部分的内容较为简单,由于4-20mA是标准的信号,处理起来比较容易。可以考虑两种方案。第一种方案是AD采样,电流信号经过一个精密的采样电阻可以转化为电压信号,如100Ω的精密电阻,可以转化为(0.4-2)V的电压信号,单片机采集该信号即可转化为数字量信号。第二种方案,可以采用现成的(4-20)mA/RS485信号转换器。后期只需要将R485接口的数据转化为无线信号即可。

  题目要求传输距离远,但是具体多远?适用在哪种工况环境?如果只是十几米百米左右的距离且地面空旷可以选择蓝牙传输、Zigbee传输或者wifi传输。从传输距离上来讲:wifi>Zigbee>蓝牙,从传输速率上来讲:wifi>蓝牙>Zigbee,从功耗上来说wifi>蓝牙>Zigbee。其中Wifi和Zigbee都是可以组网的,这在工业控制中非常占有优势。而蓝牙适合点对点连接。因为4-20mA是工业上常用的信号,所以wifi和Zigbee的优势要大于蓝牙。对于WiFi和蓝牙的对比,需要具体参考现场环境。

  如果传输距离在公里级别,可以考虑Lora,这是一种低功耗的无线局域网标准,传输距离可以达到数公里,在同功耗的条件下,其传输距离要远远大于其他射频通信的传输距离。是否能适用题目要求,还是要看工况环境。

  说到移动通讯,我们首先想到的就是打电话,现在5G技术迅猛发展,尤其是华为推出了5G工业模组MH5000,但是从成本而言5G的方案需要慎重考虑,不过可以考虑4/3/2G。除了打电话、移动上网,移动通讯在工业环境中发展的也非常成熟。各大运营商所推广的互联网卡就是主要应用在工业环境中的。所以,可以考虑4G的方案。模拟电流信号转化为数字量信号后被单片机采集,单片机通过UART和4G模块连接,再将所采集到的信号发送给4G模组,即可起到信号远传的作用。但是这个方案适用于有移动基站的地方,只要有基站,距离不是问题。所以,在地面环境当中可以考虑,但是如果是矿井之下,就不一定适用了。

  现在技术的问题不大,主要看需求和工况环境,如果是地面上无线信号传输,可以根据距离和工况选择蓝牙、wifi、Zigbee、Lora以及4G等传输方式。如果是煤矿井下环境的话,则需要考虑工况环境,如果井下装有矿用基站,则匹配基站即可。

  我是做特种设备的,设计过此类产品。

  首先,不管无线传送的是什么数据,在当前非绝对条件下,没有高可靠方案。不可能稳定传输,不可能抗干扰,不可能长距离传送。

  无线除了方便与相对经济,没有可靠之说,甚至在一些重要设备上的使用还是被禁止的。除了静电,无管会,异常打断外,还有防改写,防敌对破坏等非生产安全方面的要求。

  无线传送本身没有特殊技巧,无非频段和功率。可以使用在非必须连续监控数据场合,数据口直接连无线模块即可。

  至于具体方案,我曾经提过一种,但未正式用过,因为该场合禁止无线。

  这里建议,无线方案的有线传送方式。类似闭路系统,如有线电视。

  优点

  一、方便安装,施工简单。

  二、不怕断线,断了依旧可以保证数据正常。

  三、低端屏蔽线即可,既能可靠传送又能增长距离,还可防止数据泄露与改写。

  无线方式的主要干扰源

  一、动态设备机械与电气的噪声。

  二、太阳黑子与其它电子设备。

  三、对讲机等大功率发射设备。

  4-20MA信号是IEC规定的过程控制标准模拟信号,我过为3型仪表制式,因为是电流传送,只要导线内阻加负载电阻*20MA后,小于规定的上限电压就可以,是专们远传用的,比2型表的0`10MA不同的是可以克服零点死区,干扰不大的情况也无须屏蔽,负载端也可加一250欧电阻形成1~5V电压信号给接受的二次仪表。

  4-20ma模拟量信号传送用什么导线没有具体要求,可以根据传输的距离和使用环境而定。

  环境内干扰信号强就要用带屏蔽层的线,距离远就要加大线径,避免信号衰减就好。要经过高温环境就要耐高温绝缘的,随环境变化而定的东西,随机处理。因为是电流传送,只要导线内阻加负载电阻*20MA后,小于规定的上限电压就可以。

  专门远传用的,比如2型表的0`10MA不同的是可以克服零点死区,干扰不大的情况也无须屏蔽,负载端也可加一250欧电阻形成1~5V电压信号给接受的二次仪表。

  模数转换器是将模拟信号转换成数字信号的系统,是一个滤波、采样保持和编码的过程。 模拟信号经带限滤波,采样保持电路,变为阶梯形状信号,然后通过编码器, 使得阶梯状信号中的各个电平变为二进制码。

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  4-20ma模拟量无线传输有哪些成熟的方案?

  远距离传输,是不是可以考虑把4-20ma模拟量信号转为数字量型号,然后再通过无线网络传输,

  以上就是个人的理解,

  

4-20ma模拟量无线传输有哪些成熟的方案?4~20ma模拟输出是干什么的

  

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