USO DE LAS SEÑALES ANALÓGICAS EN mA

Hay varios usos para la aplicación de la señales de 4..20 mA o  0..20 mA.

1º.- “La señal de mA seriada a varios equipos”

2º.- “La señal de repetición o de imagen de la entrada.”

3º.- "La señal de regulación.”

1º uso: Señal 0/4…20 mA seriada

La intensidad en dos cargas en serie es la misma que la que recibe cada una de ellas por separado. Cuando deseamos enviar una señal a varios reguladores o indicadores con la intención de que interpreten la misma temperatura o humedad o valor de proceso, usamos este tipo de conexión en serie. Por lo tanto, si deseamos controlar y registrar o controlar con varios equipos, este procedimiento es sencillo y muy útil, para ésta y otras muchas y variadas soluciones.

Este comportamiento tiene la misma utilidad que los equipos que poseen una salida de 0/4..20 mA de repetición.

  2º uso: Señal 0/4…20 mA de repetición o de imagen de la entrada

 Otra opción pretende que independientemente de la entrada de la sonda o entrada de señal, el equipo pueda repetir la señal, es decir, que la señal cambie de manera proporcional manteniendo la velocidad y proporción de la señal de entrada. Lógicamente, el sistema anterior también presenta dicha aplicación, dado que la propia de entrada es la que se envía a varios equipos.

Ejemplos de los sistemas 1 y 2: Deseamos leer una temperatura entre 0-100 grados y que un regulador controle un setpoint de alarma con su relé y un segundo instrumento (PLC) o registrador reciba el mismo valor para registrarlo. Este tipo de sistema se puede realizar convirtiendo la señal de temperatura o humedad o de la medida a una señal analógica de intensidad 0/4..20 mA, y para ello se puede utilizar diferentes combinaciones.

a)      sonda de temperatura + conversor de temperatura a 4..20 mA + Regulador entrada 4..20 mA

b)      sonda  con salida 4..20 + regulador entrada 4..20 mA

c)       sonda de temperatura + regulador entrada temperatura y salida de repetición 0/4…20 mA

d)      sonda tipo 4…20 mA + regulador entrada 4..20 y salida de repetición 0/4…20 mA

 Esquemas:

En las combinaciones c) y d) es preciso instalar un regulador con entrada del tipo de sonda que necesitemos (pt100, j ,k ,s , mA , V, etc) y que disponga de una salida analógica 0/4..20 mA que funcione como imagen de la entrada. La señal de imagen analógica se comporta de manera proporcional a la señal de entrada. Normalmente este tipo de reguladores permiten configurar el rango de la señal de salida en  relación con el rango de entrada.

Ejemplo: Si la entrada es una Pt100 (rango 0+100) y la salida es 4-20 mA, cuando hayan 50 grados el regulador emitirá 12 mA (a la mitad de la escala de temperatura la mitad de la escala de la señal en mA).

Todos Los sistemas anteriormente descritos son capaces de enviar la señal a varios equipos y por tanto nos permiten con una sola sonda tener la misma lectura en autómatas, adquisidores, registradores, reguladores de alarmas, etc. O sea, en varios equipos simultáneamente.

3º uso: Señal 4…20 mA de regulación 

Se usa cuando deseamos enviar una señal que intervenga en la regulación del sistema o instalación, por ejemplo cuando se regula una válvula de líquido, un sistema inverter de regulación de velocidad, ventiladores, un variador de la frecuencia de un motor, etc. Este envío de señal de 4..20 mA depende del valor que programemos en el regulador y del valor que reciba del sensor/sonda/captador. Normalmente  la salida de 0/4…20 mA es del tipo P.I.D.

Cuanto más cerca estemos del punto de consigna setpoint, menos valor en mA sale del regulador y viceversa (aunque se puede configurar en inverso). Pero este tipo de señal no sirve para saber el valor de la sonda de entrada del equipo, sino para regular válvulas, reguladores de frecuencia, servos, etc.

APLICACIONES ESPECIALES

 1 -     Envío de señal 0/4..20 mA a equipos con entrada 0-10 Vdc 

Para conseguir que un equipo con entrada 0-10 vdc pueda leer una señal de 0/4…20 Ma, situaremos en los bornes de entrada del equipo 0-10 Vdc y en la misma entrada, una resistencia de 500 Ohms. Esta adaptación (shunt) permite convertir la señal de mA en señal de voltaje, según la siguiente relación:

            0 Vdc   ® 0 mA

            10 Vdc  ® 20 mA

 Si disponemos de una sonda de 0-100 ºC con salida 4…20 mA , como el rango de nuestro equipo empieza en 0 mA (o sea, realmente 0 vdc) y no en 4 mA, tenemos que configurar el inicio de escala que le correspondería a esta sonda a 0 mA, que es -20ºC y el final a 100ºC  (20 mA) para que interprete correctamente la lectura.

2 -     De la vía 4..20 a la vía RS485

Una variante del sistema comentado anteriormente surge cuando se desea enviar los datos de medida que están usando otros equipos (ya sea controles de presión, otros reguladores, sondas de humedad etc.), a un sistema de registro a través de la comunicación RS485, OMS o Software Digitec (de Control o Registro). En este caso como los datos no serán repetidos vía 4..20 mA, sino transmitidos vía RS485, lo que realizaremos es introducir en medio del sistema un adquisidor de entrada 4..20 mA a salida RS485 .

 Ejemplo: El equipo ODAT-A dispone de hasta 4 entradas analógicas y 4 digitales. Por lo tanto, podemos sin tener que desmontar ni cambiar el sistema de regulación de la instalación hacer pasar la señal por el ODAT sin modificar sus valores para ser capturada por un sistema RS485 (OMS centralita de registro, software Digitec de control y registro, etc.)

 Con este sistema sencillo, muy practico y económico podemos aprovechar sistemas ya instalados de regulación o intercalar nuestro ODAT en sistemas 4..20 mA de otros fabricantes. Conectaremos en serie el ODAT, abriendo el circuito instalado y capturando así las señales 4..20 mA y obteniéndolas en RS485. Este sistema se puede realizar tal como se ha planteado o con reguladores individuales de entrada 4..20 mA a salida RS485, según nos convenga.

 Ejemplo: Disponemos de varios equipos con entrada 4..20 mA (sondas de presión, de humedad, etc.) de diferentes fabricantes,  y deseamos incluirlo en el software o registrarlo vía RS485 a un autómata.

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