4-20mA आउटपुट क्या है इसके बारे में यह पढ़ें

4-20mA आउटपुट क्या है?

1 परिचय

4-20mA (मिलिएम्प) एक प्रकार का विद्युत प्रवाह है जिसका उपयोग आमतौर पर औद्योगिक प्रक्रिया नियंत्रण और स्वचालन प्रणालियों में एनालॉग सिग्नल संचारित करने के लिए किया जाता है। यह एक स्व-संचालित, कम-वोल्टेज वर्तमान लूप है जो सिग्नल को महत्वपूर्ण रूप से खराब किए बिना लंबी दूरी पर और विद्युतीय शोर वाले वातावरण में सिग्नल संचारित कर सकता है।

4-20mA रेंज 16 मिलीएम्प्स की अवधि का प्रतिनिधित्व करती है, जिसमें चार मिलीएम्प्स सिग्नल के न्यूनतम या शून्य मान का प्रतिनिधित्व करते हैं और 20 मिलीएम्प्स सिग्नल के अधिकतम या पूर्ण-स्केल मान का प्रतिनिधित्व करते हैं। प्रसारित होने वाले एनालॉग सिग्नल का वास्तविक मूल्य इस सीमा के भीतर एक स्थिति के रूप में एन्कोड किया गया है, जिसमें वर्तमान स्तर सिग्नल के मूल्य के समानुपाती होता है।

4-20mA आउटपुट का उपयोग अक्सर सिस्टम को नियंत्रित और मॉनिटर करने के लिए सेंसर और अन्य फ़ील्ड उपकरणों, जैसे तापमान जांच और दबाव ट्रांसड्यूसर से एनालॉग सिग्नल प्रसारित करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग नियंत्रण प्रणाली के भीतर विभिन्न घटकों के बीच सिग्नल संचारित करने के लिए भी किया जाता है, जैसे प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) से वाल्व एक्चुएटर तक।

औद्योगिक स्वचालन में, 4-20mA आउटपुट सेंसर और अन्य उपकरणों से सूचना प्रसारित करने के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला सिग्नल है। 4-20mA आउटपुट, जिसे करंट लूप के रूप में भी जाना जाता है, शोर वाले वातावरण में भी लंबी दूरी पर डेटा संचारित करने का एक मजबूत और विश्वसनीय तरीका है। यह ब्लॉग पोस्ट 4-20mA आउटपुट की बुनियादी बातों का पता लगाएगा, जिसमें यह कैसे काम करता है और औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों में इसका उपयोग करने के फायदे और नुकसान शामिल हैं।

4-20mA आउटपुट एक एनालॉग सिग्नल है जो 4-20 मिलीमीटर (mA) के निरंतर करंट का उपयोग करके प्रसारित होता है। इसका उपयोग अक्सर किसी भौतिक मात्रा, जैसे दबाव, तापमान या प्रवाह दर के माप के बारे में जानकारी प्रसारित करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक तापमान सेंसर अपने द्वारा मापे गए तापमान के अनुपात में 4-20mA सिग्नल संचारित कर सकता है।

4-20mA आउटपुट का उपयोग करने का एक मुख्य लाभ यह है कि यह औद्योगिक स्वचालन में एक सार्वभौमिक मानक है। इसका मतलब है कि उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला, जैसे सेंसर, नियंत्रक और एक्चुएटर, को 4-20mA सिग्नल के साथ संगत होने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह नए उपकरणों को मौजूदा सिस्टम में एकीकृत करना आसान बनाता है, जब तक कि वे 4-20mA आउटपुट का समर्थन करते हैं।

2.）4-20mA आउटपुट कैसे काम करता है?

4-20mA आउटपुट एक करंट लूप का उपयोग करके प्रसारित किया जाता है, जिसमें एक ट्रांसमीटर और एक रिसीवर होता है। ट्रांसमीटर, आमतौर पर एक सेंसर या भौतिक मात्रा को मापने वाला अन्य उपकरण, 4-20mA सिग्नल उत्पन्न करता है और इसे रिसीवर को भेजता है। रिसीवर, आमतौर पर एक नियंत्रक या सिग्नल को संसाधित करने के लिए जिम्मेदार अन्य उपकरण, 4-20mA सिग्नल प्राप्त करता है और इसमें मौजूद जानकारी की व्याख्या करता है।

4-20mA सिग्नल को सटीक रूप से प्रसारित करने के लिए, लूप के माध्यम से निरंतर धारा बनाए रखना महत्वपूर्ण है। यह ट्रांसमीटर में एक वर्तमान-सीमित अवरोधक का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है, जो सर्किट के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा की मात्रा को सीमित करता है। लूप के माध्यम से 4-20mA की वांछित सीमा को प्रवाहित करने की अनुमति देने के लिए वर्तमान-सीमित अवरोधक का प्रतिरोध चुना जाता है।

करंट लूप का उपयोग करने का एक प्रमुख लाभ यह है कि यह 4-20mA सिग्नल को सिग्नल गिरावट से पीड़ित हुए बिना लंबी दूरी पर प्रसारित करने की अनुमति देता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सिग्नल वोल्टेज के बजाय करंट के रूप में प्रसारित होता है, जो हस्तक्षेप और शोर के प्रति कम संवेदनशील होता है। इसके अलावा, वर्तमान लूप मुड़े हुए जोड़े या समाक्षीय केबलों पर 4-20mA सिग्नल संचारित कर सकते हैं, जिससे सिग्नल खराब होने का जोखिम कम हो जाता है।

3.） 4-20mA आउटपुट का उपयोग करने के लाभ

औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों में 4-20mA आउटपुट का उपयोग करने के कई फायदे हैं। कुछ प्रमुख लाभों में शामिल हैं:

लंबी दूरी का सिग्नल ट्रांसमिशन:4-20mA आउटपुट सिग्नल खराब हुए बिना लंबी दूरी तक सिग्नल संचारित कर सकता है। यह उन अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए आदर्श है जहां ट्रांसमीटर और रिसीवर बहुत दूर हैं, जैसे बड़े औद्योगिक संयंत्रों या अपतटीय तेल रिग में।

ए: उच्च शोर प्रतिरक्षा:वर्तमान लूप शोर और हस्तक्षेप के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी हैं, जो उन्हें शोर वाले वातावरण में उपयोग के लिए आदर्श बनाता है। यह औद्योगिक सेटिंग्स में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जहां मोटर और अन्य उपकरणों से विद्युत शोर सिग्नल ट्रांसमिशन में समस्याएं पैदा कर सकता है।

बी: उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ संगतता:चूँकि 4-20mA आउटपुट औद्योगिक स्वचालन में एक सार्वभौमिक मानक है, यह कई उपकरणों के साथ संगत है। यह नए उपकरणों को मौजूदा सिस्टम में एकीकृत करना आसान बनाता है, जब तक कि वे 4-20mA आउटपुट का समर्थन करते हैं।

4.) 4-20mA आउटपुट का उपयोग करने के नुकसान

जबकि 4-20mA आउटपुट के कई फायदे हैं, औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों में इसका उपयोग करने में कुछ कमियां भी हैं। इसमे शामिल है:

ए: सीमित रिज़ॉल्यूशन:4-20mA आउटपुट एक एनालॉग सिग्नल है जो मूल्यों की निरंतर श्रृंखला का उपयोग करके प्रसारित होता है। हालाँकि, सिग्नल का रिज़ॉल्यूशन 4-20mA की सीमा तक सीमित है, जो कि केवल 16mA है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता है जिनके लिए उच्च स्तर की सटीकता या संवेदनशीलता की आवश्यकता होती है।

बी: बिजली आपूर्ति पर निर्भरता:4-20mA सिग्नल को सटीक रूप से प्रसारित करने के लिए, लूप के माध्यम से निरंतर धारा बनाए रखना महत्वपूर्ण है। इसके लिए बिजली आपूर्ति की आवश्यकता होती है, जो सिस्टम में अतिरिक्त लागत और जटिलता हो सकती है। इसके अलावा, बिजली की आपूर्ति विफल हो सकती है या बाधित हो सकती है, जो 4-20mA सिग्नल के संचरण को प्रभावित कर सकती है।

5। उपसंहार

4-20mA आउटपुट औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला सिग्नल का प्रकार है। इसे 4-20mA की निरंतर धारा का उपयोग करके प्रेषित किया जाता है और एक ट्रांसमीटर और एक रिसीवर से युक्त वर्तमान लूप का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। 4-20mA आउटपुट के कई फायदे हैं, जिनमें लंबी दूरी तक सिग्नल ट्रांसमिशन, उच्च शोर प्रतिरक्षा और उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ संगतता शामिल है। हालाँकि, इसमें कुछ कमियाँ भी हैं, जिनमें सीमित रिज़ॉल्यूशन और बिजली आपूर्ति पर निर्भरता शामिल है। कुल मिलाकर, 4-20mA आउटपुट औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों में डेटा संचारित करने का एक विश्वसनीय और मजबूत तरीका है।

4-20ma, 0-10v, 0-5v और I2C आउटपुट के बीच क्या अंतर है?

4-20mA, 0-10V, और 0-5V सभी एनालॉग सिग्नल हैं जो आमतौर पर औद्योगिक स्वचालन और अन्य अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं। इनका उपयोग किसी भौतिक मात्रा, जैसे दबाव, तापमान या प्रवाह दर के माप के बारे में जानकारी प्रसारित करने के लिए किया जाता है।

इस प्रकार के संकेतों के बीच मुख्य अंतर उन मूल्यों की सीमा है जिन्हें वे प्रसारित कर सकते हैं। 4-20mA सिग्नल 4-20 मिलीएम्प्स की निरंतर धारा का उपयोग करके प्रेषित होते हैं, 0-10V सिग्नल 0 से 10 वोल्ट तक के वोल्टेज का उपयोग करके प्रेषित होते हैं, और 0-5V सिग्नल 0 से 5 वोल्ट तक के वोल्टेज का उपयोग करके प्रेषित होते हैं।

I2C (इंटर-इंटीग्रेटेड सर्किट) एक डिजिटल संचार प्रोटोकॉल है जिसका उपयोग उपकरणों के बीच डेटा संचारित करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग आमतौर पर एम्बेडेड सिस्टम और अन्य अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां कई उपकरणों को एक दूसरे के साथ संचार करने की आवश्यकता होती है। एनालॉग सिग्नल के विपरीत, जो सूचना को मूल्यों की एक सतत श्रृंखला के रूप में प्रसारित करता है, I2C डेटा संचारित करने के लिए डिजिटल दालों की एक श्रृंखला का उपयोग करता है।

इस प्रकार के प्रत्येक सिग्नल के अपने फायदे और नुकसान हैं, और सबसे अच्छा विकल्प एप्लिकेशन की विशिष्ट आवश्यकताओं पर निर्भर करेगा। उदाहरण के लिए, 4-20mA सिग्नल अक्सर लंबी दूरी के सिग्नल ट्रांसमिशन और उच्च शोर प्रतिरक्षा के लिए पसंद किए जाते हैं, जबकि 0-10V और 0-5V सिग्नल उच्च रिज़ॉल्यूशन और बेहतर सटीकता प्रदान कर सकते हैं। I2C का उपयोग आमतौर पर कम संख्या में उपकरणों के बीच कम दूरी के संचार के लिए किया जाता है।

1. मूल्यों की सीमा:4-20mA सिग्नल 4 से 20 मिलीएम्प तक का करंट संचारित करते हैं, 0-10V सिग्नल 0 से 10 वोल्ट तक का वोल्टेज संचारित करते हैं, और 0-5V सिग्नल 0 से 5 वोल्ट तक का वोल्टेज संचारित करते हैं। I2C एक डिजिटल संचार प्रोटोकॉल है और निरंतर मान प्रसारित नहीं करता है।

2. सिग्नल ट्रांसमिशन:4-20mA और 0-10V सिग्नल क्रमशः करंट लूप या वोल्टेज का उपयोग करके प्रेषित होते हैं। 0-5V सिग्नल भी वोल्टेज का उपयोग करके प्रसारित किए जाते हैं। I2C को डिजिटल पल्स की एक श्रृंखला का उपयोग करके प्रसारित किया जाता है।

3. अनुकूलता:4-20mA, 0-10V और 0-5V सिग्नल आमतौर पर कई उपकरणों के साथ संगत होते हैं, क्योंकि इनका व्यापक रूप से औद्योगिक स्वचालन और अन्य अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। I2C का उपयोग मुख्य रूप से एम्बेडेड सिस्टम और अन्य अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां कई उपकरणों को एक दूसरे के साथ संचार करने की आवश्यकता होती है।

4. संकल्प:4-20mA सिग्नलों का रिज़ॉल्यूशन सीमित होता है क्योंकि वे मूल्यों की सीमित सीमा (केवल 16mA) संचारित कर सकते हैं। एप्लिकेशन की विशिष्ट आवश्यकताओं के आधार पर 0-10V और 0-5V सिग्नल उच्च रिज़ॉल्यूशन और बेहतर सटीकता प्रदान कर सकते हैं। I2C एक डिजिटल प्रोटोकॉल है और इसमें एनालॉग सिग्नल की तरह रिज़ॉल्यूशन नहीं होता है।

5. शोर प्रतिरक्षा:सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए करंट लूप का उपयोग करने के कारण 4-20mA सिग्नल शोर और हस्तक्षेप के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी होते हैं। विशिष्ट कार्यान्वयन के आधार पर 0-10V और 0-5V सिग्नल शोर के प्रति अधिक संवेदनशील हो सकते हैं। I2C आमतौर पर शोर के प्रति प्रतिरोधी है क्योंकि यह सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए डिजिटल पल्स का उपयोग करता है।

कौन सा सबसे अधिक उपयोग किया जाता है?

तापमान और आर्द्रता ट्रांसमीटर के लिए सबसे अच्छा आउटपुट विकल्प कौन सा है?

यह कहना मुश्किल है कि तापमान और आर्द्रता ट्रांसमीटरों के लिए कौन सा आउटपुट विकल्प सबसे अधिक उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह सिस्टम के विशिष्ट अनुप्रयोग और आवश्यकताओं पर निर्भर करता है। हालाँकि, 4-20mA और 0-10V का उपयोग औद्योगिक स्वचालन और अन्य अनुप्रयोगों में तापमान और आर्द्रता माप संचारित करने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।

4-20mA अपनी मजबूती और लंबी दूरी की ट्रांसमिशन क्षमताओं के कारण तापमान और आर्द्रता ट्रांसमीटरों के लिए एक लोकप्रिय विकल्प है। यह शोर और हस्तक्षेप के प्रति भी प्रतिरोधी है, जो इसे शोर वाले वातावरण में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाता है।

0-10V तापमान और आर्द्रता ट्रांसमीटरों के लिए एक और व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला विकल्प है। यह 4-20mA की तुलना में उच्च रिज़ॉल्यूशन और बेहतर सटीकता प्रदान करता है, जो उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण हो सकता है।

अंततः, तापमान और आर्द्रता ट्रांसमीटर के लिए सबसे अच्छा आउटपुट विकल्प एप्लिकेशन की विशिष्ट आवश्यकताओं पर निर्भर करेगा। ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच की दूरी, आवश्यक सटीकता और रिज़ॉल्यूशन का स्तर और ऑपरेटिंग वातावरण (उदाहरण के लिए, शोर और हस्तक्षेप की उपस्थिति) के कारक।

4-20mA आउटपुट का मुख्य अनुप्रयोग क्या है?

4-20mA आउटपुट का उपयोग इसकी मजबूती और लंबी दूरी की ट्रांसमिशन क्षमताओं के कारण औद्योगिक स्वचालन और अन्य अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से किया जाता है। 4-20mA आउटपुट के कुछ सामान्य अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

1. प्रक्रिया नियंत्रण:4-20mA का उपयोग अक्सर प्रक्रिया नियंत्रण प्रणालियों में सेंसर से नियंत्रकों तक प्रक्रिया चर, जैसे तापमान, दबाव और प्रवाह दर को संचारित करने के लिए किया जाता है।
2. औद्योगिक इंस्ट्रुमेंटेशन:4-20mA का उपयोग आमतौर पर औद्योगिक उपकरणों, जैसे फ्लो मीटर और लेवल सेंसर, से नियंत्रकों या डिस्प्ले तक माप डेटा संचारित करने के लिए किया जाता है।
3. भवन स्वचालन:4-20mA का उपयोग सेंसर से नियंत्रकों तक तापमान, आर्द्रता और अन्य पर्यावरणीय स्थितियों के बारे में जानकारी प्रसारित करने के लिए स्वचालन प्रणालियों के निर्माण में किया जाता है।
4. विद्युत उत्पादन:4-20mA का उपयोग बिजली उत्पादन संयंत्रों में सेंसर और उपकरणों से नियंत्रकों और डिस्प्ले तक माप डेटा संचारित करने के लिए किया जाता है।
5. तेल और गैस:4-20mA का उपयोग आमतौर पर तेल और गैस उद्योग में ऑफशोर प्लेटफार्मों और पाइपलाइनों में सेंसर और उपकरणों से माप डेटा संचारित करने के लिए किया जाता है।
6. जल और अपशिष्ट जल उपचार:4-20mA का उपयोग पानी और अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में सेंसर और उपकरणों से नियंत्रकों और डिस्प्ले तक माप डेटा संचारित करने के लिए किया जाता है।
7. भोजन और पेय पदार्थ:4-20mA का उपयोग खाद्य और पेय उद्योग में सेंसर और उपकरणों से नियंत्रकों और डिस्प्ले तक माप डेटा संचारित करने के लिए किया जाता है।
8. ऑटोमोटिव:4-20mA का उपयोग ऑटोमोटिव उद्योग में सेंसर और उपकरणों से नियंत्रकों और डिस्प्ले तक माप डेटा संचारित करने के लिए किया जाता है।

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