V oblasti průmyslové automatizace je zásadní sjednocení signálových standardů. Přímo souvisí s tím, zda celý systém průmyslové výroby může fungovat efektivně a stabilně. V raném vývoji průmyslové automatizace byla otázka standardů přístrojového signálu jako ožehavý problém, který vážně omezoval další rozvoj průmyslu.
V počátcích neexistoval jednotný signálový standard pro přístroje v oblasti průmyslové automatizace. Je to jako být ve městě bez pravidel silničního provozu, kde vozidla jezdí náhodně a v chaosu. Signálové standardy přístrojů a měřičů vyráběných různými výrobci se značně liší.
To přímo způsobuje, že návrh mnoha následných zařízení se stává extrémně složitým. Vezměte si jako příklad design displejů. Protože se musí přizpůsobovat různým signálovým standardům, musí inženýři strávit spoustu času a energie nastavováním obvodů a optimalizací programů. Nejen to, výrazně se zvýšily také náklady na instalaci a údržbu zařízení. Představte si, že pracovníci údržby potřebují ovládat signálové standardy a metody ladění mnoha různých zařízení. To je nepochybně velká výzva. Navíc problémy s kompatibilitou mezi různými standardy signálu často vedou k neschopnosti správně komunikovat mezi zařízeními, což ovlivňuje hladký průběh celého výrobního procesu.
Tváří v tvář tomuto problému mnoho výrobců navrhlo vlastní řešení. Mezi mnoha návrhy je hlavní důraz kladen na elektrické signály. Byly navrženy různé standardy elektrického signálu a konkurence je nelítostná. Někteří výrobci se domnívají, že specifický rozsah elektrického signálu je pro potřeby průmyslové automatizace vhodnější, zatímco jiní výrobci trvají na tom, že jejich vlastní řešení mají více výhod. Přestože tato situace stovky kvetoucích květin do jisté míry podpořila technologické inovace, přinesla do odvětví také další chaos. Všichni čekají, až se objeví široce uznávaný standard.
Po dlouhém období srážení a testování na trhu se konečně objevily dva široce přijímané standardy signálu. Jedním je standard pneumatického signálu, zvolený jako 20 - 100 kPa.
Normy pneumatických signálů: V některých situacích s extrémně vysokými požadavky na nevýbušnost a drsným prostředím se stále používají pneumatické signály. Běžný standardní rozsah pneumatického signálu je 20100 kPa. Například v určitých nebezpečných oblastech v petrochemickém a jiném průmyslu používají pneumatické přístroje stlačený vzduch jako médium přenosu signálu pro přenos naměřených hodnot nebo řídicích pokynů ve formě změn tlaku vzduchu. Výhodou tohoto standardu signálu je, že je jiskrově bezpečný a nevytváří nebezpečné faktory, jako jsou elektrické jiskry. Nevýhodou však je, že rychlost odezvy je relativně pomalá a přenosová vzdálenost signálu je omezená, obecně v řádu desítek metrů.
Pneumatické signály mají jedinečné výhody v některých specifických průmyslových scénářích. Například v hořlavém a výbušném prostředí jsou pneumatické signály bezpečnější a spolehlivější. Druhým je standard elektrického signálu, 4-20mA se stal zaslouženým zlatým standardem.
Proudový signál 4-20 mA: Jedná se o jeden z nejrozšířenějších standardů analogového signálu v průmyslových oblastech. 4mA představuje spodní hranici signálu, která obvykle odpovídá nulovému bodu měřené veličiny; 20mA představuje horní hranici signálu, která odpovídá plnému rozsahu měřené veličiny. Například při měření teploty, pokud je rozsah měření 0°C100°C, 4mA může odpovídat 0°C a 20mA může odpovídat 100°C. Tento standard signálu má výhody silné odolnosti proti rušení a dlouhé přenosové vzdálenosti. Obecná přenosová vzdálenost může dosáhnout stovek metrů nebo dokonce tisíců metrů a může vyhovět potřebám přenosu signálu mezi různými zařízeními ve většině průmyslových areálů.
Standard 4-20mA vyniká především tím, že má mnoho výhod. Za prvé, má dobrou schopnost proti rušení. V místech průmyslové výroby dochází k různým elektromagnetickým interferencím. Pokud je signál snadno rušen, povede to ke zvýšeným chybám měření a řízení a ovlivní kvalitu výroby. Signál 4-20 mA může zůstat relativně stabilní ve složitém elektromagnetickém prostředí, což zajišťuje přesný přenos dat.
Za druhé, jeho přenosová vzdálenost je poměrně dlouhá. Ve velkých průmyslových podnicích může být vzdálenost mezi zařízeními poměrně velká a signály se během přenosu snadno utlumí. Síla a charakteristiky signálu 4 - 20 mA mu umožňují udržovat dobrý výkon na velké vzdálenosti. Kromě toho tento standard umožňuje také diagnostiku poruch signálů. Když je signální proud 0 mA, s největší pravděpodobností to znamená, že došlo k poruše ve vedení, což personálu údržby usnadňuje včasné nalezení a vyřešení problému.
Přestože s neustálým rozvojem vědy a techniky průmyslová automatizace postupně přechází k digitalizaci a digitální signály prokázaly v mnoha ohledech velké výhody, analogové vysílače signálu jsou stále široce používány. To také plně odráží silnou vitalitu standardu 4-20 mA. Vysílače analogového signálu mají výhody nízké ceny, vysoké spolehlivosti a vyspělé technologie. V některých průmyslových scénářích, které jsou citlivé na náklady a nevyžadují zvláště vysokou přesnost signálu, jsou vysílače analogového signálu stále první volbou. Kromě toho je mnoho stávajících průmyslových zařízení navrženo na základě standardu 4-20 mA. Pokud má být vše nahrazeno digitálním vybavením, nejenže to bude obrovské náklady, ale vyvstane také mnoho problémů, jako je technická transformace a školení personálu.
Sjednocení přístrojových signálních systémů v průmyslové automatizaci je nevyhnutelným požadavkem rozvoje průmyslu. Jako standard elektrického signálu vyniká 4-20mA v tvrdé konkurenci a stále hraje důležitou roli v současné průmyslové výrobě. Jak technologie pokračuje vpřed, může doplňovat digitální signály a společně podporovat vývoj průmyslové automatizace na vyšší úroveň.
Yuyao Huangong automation instruments factory
