4-20мА перегружен

[Сергей]

Вот столкнулся с похожей проблемой:
Модуль AI/AO Weintek iR-AM06-VI и пневмопозиционер Camozzi CC800. При проектировании посмотрел на согласование входа/выхода:
У модуля: Output Impedance: ≦500Ω
У позиционера: Импеданс: 500 Ом (20 мА пост. т.)

Позиционер питается от токовой петли 4-20мА.

По факту работает только до половины диапазона:
Как только задаваемый ток становится выше 12мА ток в петле не повышается как не задавай с ПЛК. Напряжение на нагрузке 10,04В. Такое напряжение остается во всем оставшемся диапазоне от 12 до 20мА (по заданию на модуль). Похоже это максимум что может выдать модуль. и вроде бы по паспорту на модуль все сходится: 20мА при 10В как раз заявленные 500 Ом выходного импеданса.

Погоняли по диапазону:
Задание 4мА - напряжение на нагрузке 9,8В (расчетное сопротивление 2450 Ом)
Задание 7,2мА - напряжение на нагрузке 9,92В (расчетное сопротивление 1378 Ом)
Задание 10,4мА - напряжение на нагрузке 9,99В (расчетное сопротивление 960 Ом)
Задание 12мА - напряжение на нагрузке 10,04В (расчетное сопротивление 835 Ом)
При заданиях выше 12мА как уже писал выше напряжение остается 10,04

Пробовали калибратором задавать (позиционер нормально работает во всем диапазоне):
4мА - напряжение на нагрузке 9,8В (расчетное сопротивление 2450 Ом)
12мА - напряжение на нагрузке 10,03В (расчетное сопротивление 836 Ом)
13мА - напряжение на нагрузке 10,05В (расчетное сопротивление 773 Ом)
20мА - напряжение на нагрузке 10,16В (расчетное сопротивление 508 Ом). Как раз заявленный импеданс в доке на позиционер при 20мА.

Пробавали просто вешать резисторы на выход (и задавали на выход 20мА):

50 Ом - получили ток 20,11мА и напряжение 1В
360 Ом - получили ток 19,91мА и напряжение 7,16 В
463 Ом - получили ток 17,8мА и напряжение 8,9 В
250 под рукой не оказалось, попробую завтра скорее всего

Мультиметр не поверенный но все таки Fluke, так что цифра +/-

С такого же модуля задавали ток на другой потребитель (регулятор мощности):
там похоже входной резистор 252,5 Ом.
при 4мА - 1,01В
при 20мА - 5,05В

прим именно до сотых вольта правильно показывало, что говорит о том, что мультиметр меряет более-менее точно.

Куда еще можно копнуть, может кто встречался с похожим? Какое-то странное поведение модуля, Скорее всего я чего-то не понимаю.
Какую ни будь развязку ставить или менять модуль не хочется.

[Jackson]

Вот столкнулся с похожей проблемой:
Модуль AI/AO Weintek iR-AM06-VI и пневмопозиционер Camozzi CC800. При проектировании посмотрел на согласование входа/выхода:
У модуля: Output Impedance: ≦500Ω
У позиционера: Импеданс: 500 Ом (20 мА пост. т.)

1. Выход просто перегружен. 10 вольт / 12 мА = 833 Ома сопротивление всей цепи. А должно быть напряжение не больше 12 мА * 500 Ом = 6 вольт. Вот и всё. Защита в выходе упёрлась в ограничение и не даёт поднимать напряжение больше 10 вольт. Это нормально и даже хорошо - иначе выход просто сгорел бы. Ничего похожего. Закон Ома. Ищите где прирасло ещё 333 Ома лишних.

Пробовали калибратором задавать (позиционер нормально работает во всем диапазоне):
4мА - напряжение на нагрузке 9,8В (расчетное сопротивление 2450 Ом)

Позиционер реагирует на ток, он молодец. А выходу модуля критично сопротивление, на которое чхать хотел позиционер. Раз позиционер плевать хотел на модуль, то модуль отвечает взаимностью - по-моему, всё в порядке. 2,5кОм там, где должно быть

У модуля: Output Impedance: ≦500Ω

Вам не кажется это странным?

С выходом всё очень хорошо. Он и так работает с перегрузкой, поднимая напряжение до упора. Но терпению машины приходит конец. Хороший качественный модуль. Проблема со входом. Мне неизвестны штатные устройства (преобразователи, датчики, контролеры, модули), выход 4-20мА которых рассчитан на сопротивление 2,5кОм. Калибратор не в счёт, у него другие задачи.

В даташите на позиционер указано:

Код: Выделить всё

Полное сопротивление 500Ω at 20 mA DC

А в даташите на модуль что указано?

Код: Выделить всё

Входное сопротивление	<= 500 Ом

Я не поленился и сползал за оригиналами документации. Разве что-то сказано про 2,5кОм у тех и у других прямо или косвенно? Нет. Где скрыта важная информация? Очевидно что в документации на позиционер.
К азиатам нет вопросов - вопросы есть как раз к европейцам. Можно даже судиться.

И это не токовая петля. Токовой петлёй называется совсем другое.

[+]

2. Я буду рвать и метать скоро. Штрафовать без предупреждения и без объяснений молча и втихую. 3 предупреждения = одна блокировка, такая математика, работает автоматически. Ей богу надоело. Потом не говорите что не знали - невозможно не прочитать написанное сверху аж трижды. Не надо писать свой вопрос в первую попавшуюся тему, даже если она похожая - вместо этого создать новую тему. "Я думал так лучше..." - Не надо думать. Думайте о своей проблеме, а о том как форум работает - за Вас уже подумано и написано вверху, тут есть специальные люди для того, чтобы думать о том как работает форум. И на другие форумы не надо ссылаться - покажите мне ещё один форум в рунете по этой тематике с такой же историей и посещаемостью. Так что кто с кого пример должен брать - это ещё вопрос. На других форумах пусть творят что хотят - если их устраивает бардак то это их дело. Не наше.

[olexsa]

Сергей, характеристика кабельной линии между модулем и позиционером - кабель, сечение, длина? Измеряли суммарное сопротивление проводников от модуля до позиционера?

Отправлено спустя 6 минут 58 секунд:

Позиционер питается от токовой петли 4-20мА.

Точно? Можно ссылку на документ?
Применяется не во возрывоопасной зоне? Между модулем AI и позиционером более никаких устройтсв не устанволено (к примеру, модули гальванической развязки, или барьеры искробезопасности) ?
Позиционер с датчиком положения или без него? При наличии датчик положения задействован?

[Сергей]

По п. 2 – каюсь. Конечно изначально хотел создать новую тему, но потом нашел тот топик и написал туда, голова проблемой была занята.
Можно ли создать еще тему в разделе Wintek и дать ссылку на эту тему, разрешено ли это правилами? Может кто работал с Wintek уже что-то похожее проходил, но в этот раздел может не зайти.

1. Выход просто перегружен. 10 вольт / 12 мА = 833 Ома сопротивление всей цепи. А должно быть напряжение не больше 12 мА * 500 Ом = 6 вольт. Вот и всё. Защита в выходе упёрлась в ограничение и не даёт поднимать напряжение больше 10 вольт. Это нормально и даже хорошо - иначе выход просто сгорел бы. Ничего похожего. Закон Ома. Ищите где прирасло ещё 333 Ома лишних.

Да понимаю, что это защита. Думаю «лишние» Омы у позиционера – из-за того, что он питается от тех же 4-20мА и ему нужно как-то питать свою схему.

И к модулю не было бы вопросов если бы не это:

360 Ом - получили ток 19,91мА и напряжение 7,16 В
463 Ом - получили ток 17,8мА и напряжение 8,9 В

Т.е. даже на простом резисторе ниже 500 Ом не смогли получить ток 20мА. Очень смущает это, совсем не понимаю, почему модуль напряжение не повышает, что бы, допустим, на 463 Ом было не 8,9В, а 9,26В, что бы ток потек 20мА, а не 17,8.

Сергей, характеристика кабельной линии между модулем и позиционером - кабель, сечение, длина? Измеряли суммарное сопротивление проводников от модуля до позиционера?

Кабель три жилы, в экране, 1мм2 (похож на МКЭШ). Длина линии метров 7 – позиционер пока не на установке, проверяем. Вряд ли вдело в кабеле, так как меряли напряжение и на выходных клеммах шкафа и, непосредственно на клеммах позиционера – оно совпадает до 1,2х сотых вольта.

Точно? Можно ссылку на документ?
Применяется не во возрывоопасной зоне? Между модулем AI и позиционером более никаких устройтсв не устанволено (к примеру, модули гальванической развязки, или барьеры искробезопасности) ?
Позиционер с датчиком положения или без него? При наличии датчик положения задействован?

Питание от 4-20, там вообще других клемм нет, только обратная связь 4-20мА и релейные аварийные (подключено только входное 4-20мА)
Зона не взрывоопасная (хотя сам позиционер во взрывоопасном исполнении (Ex ia IIC T5/T6), точная модель должны быть СС800LN41S1M, проверю), барьеров нет, от модуля на прямую на позиционер, через клемму с предохранителем 100мА. Плюс модуля к плюсу позиционера, минус – к минусу.
Датчик положения есть, не задействован.
Доки прикладываю, нашел только на русском. Английских мануалов как и инфы по данным позиционерам на camozzi.com не нашёл, правда искал пока не долго.

upd. Полное описание слишом большое, вот ссылка - https://catalog.camozzi.ru/pdf/ru/serie_cc800.pdf

[olexsa]

Датчик положения есть, не задействован.

не исключено, что датчик положение "съедает" дополнительные милиамперы, даже не смотря на то, что выходы не используются.
https://catalog.camozzi.ru/doc/position ... manual.pdf
Старницы 10, 31.

[Сергей]

не исключено, что датчик положение "съедает" дополнительные милиамперы, даже не смотря на то, что выходы не используются.

ну вряд ли, они гальванически отвязаны скорее всего, обратной связи для работы нужен внешний блок питания.

хотя сам позиционер во взрывоопасном исполнении (Ex ia IIC T5/T6)

Хмм, вот я тут подумал, может дело именно в искробезопасном исполнении позиционера?

[olexsa]

скорее всего, обратной связи для работы нужен внешний блок питания

тут дело такое, мы можем только предполагать. Точно знает только производитель. Который в документации указывает - есть датчик положения - пожалуйста, дополнительный блок питания.

[Сергей]

тут дело такое, мы можем только предполагать. Точно знает только производитель. Который в документации указывает - есть датчик положения - пожалуйста, дополнительный блок питания.

А, понял, если в таком контексте. Если обратная связь есть, то нужно ее обязательно задействовать? Иначе, не подключенная, она будет все равно что то у позиционера отбирать? Вы это имели ввиду? В принципе можно и обратную связь подключить, входы 4-20 у ПЛК есть свободные.

[olexsa]

почитал сообщения еще раз. Не увидел что проверяли правильность задания выходного тока модуля AI. То есть "навешиваем" на выход сопротивление 250 Ом и мультиметр в режиме ихмеерния тока и "прогоняем" во всем диапазоне выходного тока.

Отправлено спустя 1 минуту 51 секунду:

Если обратная связь есть, то нужно ее обязательно задействовать? Иначе, не подключенная, она будет все равно что то у позиционера отбирать? Вы это имели ввиду?

Да, это предположение, но его надо исключить.

[Сергей]

почитал сообщения еще раз. Не увидел что проверяли правильность задания выходного тока модуля AI. То есть "навешиваем" на выход сопротивление 250 Ом и мультиметр в режиме ихмеерния тока и "прогоняем" во всем диапазоне выходного тока.

Как раз 250 Ом не было, сегодня попробую. На 50 Ом работал нормально. А вот 360 и 463 Ома - уже не очень

[olexsa]

Как раз 250 Ом не было, сегодня попробую. На 50 Ом работал нормально. А вот 360 и 463 Ома - уже не очень

Может, я чего то не пониманю по работе AI модуля, ну и вообще моделей аналогового выхода. В моем понимании, аналоговый токовый выход - это истоник тока. Значение тока задается программно. И его значение не зависит от нагрузки (ну в пределах допустимых значений). То есть если задано 4 мА, то и должно быть 4 мА, хоть 250 Ом, хоть 1 кОм. Только падение напряжение будет разным: 1 В или 4 В. А остальное напряжение - на соединительных проводниках, и на внутреннем регулирующем элементе модуля AI.
Исходя из этого, и было предложение: На выход, вместо позиционера, подлючается сопротивление. И не обязательно 250 Ом. Просто с ним комфортнее пересчитывать падение напряжения. Задается выходной ток на модуле через ПО, и измеряется падение напряжение на сопротивдлении по закону Ома, или же измеряется значение тока в цепи с сопротивлением.

[Jackson]

Может, я чего то не пониманю по работе AI модуля, ну и вообще моделей аналогового выхода. В моем понимании, аналоговый токовый выход - это истоник тока. Значение тока задается программно. И его значение не зависит от нагрузки (ну в пределах допустимых значений). То есть если задано 4 мА, то и должно быть 4 мА, хоть 250 Ом, хоть 1 кОм.

Действительно, не понимаете. Возможности выхода ограничены мощностью и напряжением. При 1 кОм, как Вы пишете, и 20мА выход должен развить напряжение в 20 вольт, а если он питается 12 или даже 5 вольтами - откуда он его возьмёт? 20мА при 20В - это 0,4Вт - столько должно излучаться в виде тепла из микросхемы-драйвера выхода. Да она просто расплавится, ей уже радиатор нужен. Поэтому в драйвере сделана аппаратная защита от повышения напряжения во всём диапазоне, а 4 мА - это только нижний предел. Поэтому сопротивление нагрузки нормировано и не должно превышать характеристик выхода. Это и есть предел допустимых значений, он указан и не должен превышаться, при превышении плохой выход сгорает, а хороший - уходит в режим ограничения, защищая сам себя, что и имеет место.

[+]

И надо понимать, что никакое оборудование не может работать в режиме ограничения или с превышением своих характеристик неограниченное время. Это нештатный "аварийный" режим, оборудование имеет полное право поработать в нём недолго и в конце концов сгореть. Так случается и нередко. Так что автору ещё повезло что всё пока цело.

Формально, этот модуль мог уже не работать и при 4 мА, потому что сопротивление нагрузки в кейсе автора динамическое и при 4 мА составляет 2,5кОм вместо положенных 500 Ом. В 5 раз превышает, Карл! И претензии тут не к модулю выхода, а к позиционеру. Модуль работает отлично, даже перевыполняет план. Возможно, позиционер надо включать по другой схеме с доп.питанием, чтобы он не жрал мощность от своего входа - с этим разберутся, как выше уже писали. А если это невозможно - значит барахло позиционер, сколько бы он ни стоил и какой бы именитой фирмой ни был произведён, потому что о том, что сопротивление входа динамическое в его документации не сказано ни слова - это явный косяк. Барахло встречается.

В каких-то дополнительных замерах я не вижу никакого смысла - картина ясна.

[Сергей]

Всем спасибо, кто откликнулся, мне помогло немного мысли в порядок привести!

Съездил на объект. Пока сделали, что позиционер работает в половинном диапазоне по уставке от 4 до 12 мА. Т.е. при задании от 4 до 12мА ход штока от 0 до 100%. Может потом даже на четверть перейдем, чтобы модуль не нагружать. В точности потеряем, но там это не критично.

Провели замеры работы с обычными резисторами (что было под рукой)
Результаты в таблице:



Т.е. на 500 Ом в верхнем диапазоне уставки тока модуль все равно не вывозит, и даже на 10В не выходит. Буду писать в Weintek. Надо только мысли сформулировать наиболее просто и точно, что быгугл переводчик нормально перевел.

Кстати у модуля заявленная точность +/-,0,3% (точнее 0,2% при 25гр.С но не будем совсем уж придираться).

Как из таблицы видно что примерно на 250 Ом нагрузки так будет:
Нагрузка 208 Ом, при задании тока 20мА на выходе получили 19,91 мА. (20,0 - 19,91)/0,16= 0,0056, или 0,56%
Нагрузка 360 Ом, при задании тока 20мА на выходе 19,83мА. (20,0 - 19,83/0,16= = 1,0625 или больше 1%. А это уже не вписывается в диапазон точности никак.
Хотя конечно надо сделать скидку на точности измерений.
Но при приближении к нагрузке 500 Ом точность совсем падает

Файл с таблицей прикладываю.

Отправлено спустя 4 минуты 50 секунд:
извините, никак картинку не могу вставить, давно не делал так на форумах:)

[Jackson]

Т.е. на 500 Ом в верхнем диапазоне уставки тока модуль все равно не вывозит, и даже на 10В не выходит. Буду писать в Weintek.

Оставьте вейнтек в покое.
Вот Ваши замеры:

4мА - напряжение на нагрузке 9,8В (расчетное сопротивление 2450 Ом)
12мА - напряжение на нагрузке 10,03В (расчетное сопротивление 836 Ом)
13мА - напряжение на нагрузке 10,05В (расчетное сопротивление 773 Ом)
20мА - напряжение на нагрузке 10,16В (расчетное сопротивление 508 Ом). Как раз заявленный импеданс в доке на позиционер при 20мА.

Выход доходит до 10 вольт и дальше упирается в ограничение. Всё в порядке с ним, большего из него не получить. Ни при чем тут вейнтек.

Кстати у модуля заявленная точность +/-,0,3%

В нормальных условиях, а у Вас он перегружен. Про точность можно забыть.

Хотя конечно надо сделать скидку на точности измерений.

Вот именно. Флюк - хороший прибор, но не поверенный всё-таки.

[Сергей]

В нормальных условиях, а у Вас он перегружен. Про точность можно забыть.

Забыл уточнить, на отдельный модуль, никак до этого не использовавшийся (висит в расключенном резерве) подключали обычные резисторы. Сначала замеряли сопротивление резистора, что бы знать точно, потому уже подключали к линии. Т.е. по идее сейчас модуль ну никак не мог быть перегружен.

[servo85]

Сергей, поставьте между модулем и позиционером блок гальванической развязки токовой петли сугубо в качестве повторителя.

[Сергей]

Сергей, поставьте между модулем и позиционером блок гальванической развязки токовой петли сугубо в качестве повторителя.

Спасибо! Конечно это первое что в голову нам то же пришло. Жду спеца каммоцци, он в отпуске, буду советоваться какой барьер поставить

[Jackson]

буду советоваться какой барьер поставить

Это не барьер. Это преобразователь DC/DC.

[Serex]

ак из таблицы видно что примерно на 250 Ом нагрузки так будет:
Нагрузка 208 Ом, при задании тока 20мА на выходе получили 19,91 мА. (20,0 - 19,91)/0,16= 0,0056, или 0,56%
Нагрузка 360 Ом, при задании тока 20мА на выходе 19,83мА. (20,0 - 19,83/0,16= = 1,0625 или больше 1%. А это уже не вписывается в диапазон точности никак.
Хотя конечно надо сделать скидку на точности измерений.
Но при приближении к нагрузке 500 Ом точность совсем падает

Тут явно какая-то проблема с питанием модуля. Может входного напряжения не хватает. Может стабилизаторы кривые. Может быть уже поджаренные. Емкости на плате хотя бы осмотреть на вздутие.

Отправлено спустя 4 минуты 45 секунд:
Сталкивался с такими позиционерами. Им для работы нужно на 20мА все 24 Волта а то и больше. Я даже про это тут тему создавал лет 5 назад - не рискну ее искать :)
Покупал блок 4-20/4-20 повторитель.
Все эти блин грабли, потому что питание требует повторитель и позиционер.
Выбирайте позиционеры со входом 0-10 В.

[Looker]

Выбирайте позиционеры со входом 0-10 В.

Ни в коем случае - все помехи будут собраны.

[Сергей]

Сталкивался с такими позиционерами. Им для работы нужно на 20мА все 24 Волта а то и больше. Я даже про это тут тему создавал лет 5 назад - не рискну ее искать :)

а может найдите? очень бы хотелось как можно больше подбора в тех. информации. Странная поделка, на camozzi.com я ее так найти не сумел, хотя в каталоге camozzi.ru она есть.

[rwg]

Не нашёл ответ на самый первый вопрос, который возникает в такой ситуации. Напряжение питания AI/AO Weintek iR-AM06-VI 24 Вольта в порядке, не просаживается с ростом тока? Не пробовали поднять до допустимых 28 Вольт?

Отправлено спустя 15 минут 36 секунд:

4мА - напряжение на нагрузке 9,8В (расчетное сопротивление 2450 Ом)
12мА - напряжение на нагрузке 10,03В (расчетное сопротивление 836 Ом)
13мА - напряжение на нагрузке 10,05В (расчетное сопротивление 773 Ом)
20мА - напряжение на нагрузке 10,16В (расчетное сопротивление 508 Ом). Как раз заявленный импеданс в доке на позиционер при 20мА.

Внутри позиционера скорей всего стоит схема, защищающая его токоизмерительный резистор от сгорания при подаче на вход вместо 20 мА 20 Вольт. Резистор какой-нибудь малоомный, но при любом напряжении на входе ток через него будет ограничен 20 мА. Может быть как раз эта схема неисправна, ограничивает ток на уровне не 20, а 10 мА.

А эти 10 Вольт наверное заодно используются для питания позиционера.

[Serex]

Ни в коем случае - все помехи будут собраны.

У вас предвзятое отношение к отдельным видам унифицированных сигналов :)

[Сергей]

Не нашёл ответ на самый первый вопрос, который возникает в такой ситуации. Напряжение питания AI/AO Weintek iR-AM06-VI 24 Вольта в порядке, не просаживается с ростом тока? Не пробовали поднять до допустимых 28 Вольт?

Напряжение померяли первым делом, 24,03В. Кончено тоже думали чуть повысить напряжение но отказались от этой мысли, так как выход действительно похоже что выдает свой максимум. Т.е. даже если схема стабилизации напряжения внутри модуля позволит чуть поднять выходное напряжение, то модуль все равно будет работать с перегрузкой, что не решает проблему, а только откладывает ее.

[Ryzhij]

Ни в коем случае - все помехи будут собраны.

У вас предвзятое отношение к отдельным видам унифицированных сигналов :)

И у меня тоже ;)
А если серьёзно, то всё дело во входном и выходном сопротивлениях источника и приёмника сигнала, соответственно. Ну, и во влиянии этих параметров на отношение сигнал/шум при передаче сигналов.
Мощность помехи обычно небольшая, и на малом сопротивлении приборов токовой петли напряжение помехи гораздо меньше, чем на высоком сопротивлении приемника унифицированного сигнала напряжения.
Вот и вся "химия".