انواع سیم کشی در ترانسمیتر ۲۰-۴ میلی آمپر: ۲-سیم، ۳-سیم، ۴-سیم

ترانسمیتر ها با طیف گسترده ای از خروجی های سیگنال در دسترس هستند. سیگنال آنالوگ ۲۰-۴ میلی آمپر تا حد زیادی رایج ترین استفاده را در کاربردهای صنعتی دارد.
چندین گزینه سیم کشی برای ترانسمیتر ۲۰-۴ میلی آمپر وجود دارد. هدف این مقاله راهنمایی و تشریح این گزینه هاست.
ترانسمیتر های صنعتی برای نظارت بر بسیاری از پارامترها از جمله فشار، دما و جریان و غیره در دسترس هستند.
آشکارسازهای گاز (Gas detectors) و ترانسمیتر ها خروجی های 4-20 میلی آمپر را ارائه می دهند که ۴ میلی آمپر معادل خواندن صفر و ۲۰ میلی آمپر معادل خوانش مقیاس کامل محدوده کالیبره شده است.
این سیگنال به یک کنترل پنل از راه دور ارسال می شود. کنترل پنل از این سیگنال استفاده می کند و اقدامات اجرایی را از طریق کنتاکت های رله فعال می کند.

به عنوان مثال این اقدامات شامل هشدارهای صوتی و تصویری یا شروع برخی از تغییرات یا حتی مراحل خاموش کردن کارخانه می شود.

ترانسمیتر ها مانند ترانسمیترهای فشار ← معمولاً به منبع تغذیه ۲۴Vdc نیاز دارند. این منبع را می توان در کنار ترانسمیتر داشت یا مستقیماً از تابلو برق دریافت کرد.

---

سیم کشی ترانسمیتر ۲۰-۴ میلی آمپر

چندین گزینه سیم کشی ترانسمیتر وجود دارد. طراحی تابلو برق مرتبط تعیین می کند که کدام گزینه باید استفاده شود.
این گزینه های سیم کشی عبارتند از:

• ترانسمیتر با منبع جریان، غیر ایزوله (۳ سیم)
• ترانسمیتر با سینک جریان، غیر ایزوله (۳ سیم)
• ترانسمیتر کاملا ایزوله (۴ سیم)
• ترانسمیترهای تغذیه شده با دو سیم حلقه بسته

اغلب ترانسمیتر‌های مدرن را می‌توان در قالب سینک جریان یا منبع سیم‌کشی کرد، انتخاب اغلب با استفاده از پایانه‌های خاص یا محل اتصال در ترانسمیتر انجام می‌شود.

هنگامی که ترانسمیتر‌ها در پیکربندی منبع جریان سیم‌کشی می‌شوند، نتیجه می‌شود که سیستم کنترلی سینک جریان خواهد بود و بالعکس.
بنابراین، مهم است که مشخص شود که آیا ترانسمیتر یا سیستم کنترلی است که باید در یک پیکربندی خاص سیم‌کشی شود.

برای اهداف این راهنما، فرض بر این است که ترانسمیتر و تابلو برق از راه دور نیاز به منبع تغذیه ۲۴Vdc دارند.

---

ترانسمیتر منبع جریان، غیر ایزوله (۳ سیم)

این رایج ترین پیکربندی ترانسمیتر های مدرن ۲۰-۴ ma است.
ترانسمیتر و تابلو برق می توانند از همان خطوط تغذیه ۲۴ ولت و ۰ ولت dc استفاده کنند.
سیگنال ۲۰-۴ میلی آمپر از طریق سیم ۲۴ ولت dc و سیم سیگنال به کنترل کننده جریان می یابد.

مزایا این نوع سیم بندی

• فقط سه کابل برای انتقال به ترانسمیتر نیاز است.
• یک منبع تغذیه مشترک هم برای ترانسمیتر و هم برای کنترل پنل قابل استفاده است.

معایب

• هرگونه تداخل یا ورود برق ممکن است در امتداد خط سیگنال منتقل شود، که می تواند زنگ هشدار جعلی را در پانل کنترل ایجاد کند.

---

ترانسمیتر سینک جریان، غیر ایزوله (۳ سیم)

ترانسمیتر و کنترل پنل می توانند از همان خطوط تغذیه ۰ ولت و ۲۴ ولت dc استفاده کنند.
سیگنال ۲۰-۴ میلی آمپر از طریق خط ۰ ولت dc و خط سیگنال به کنترل کننده جریان می یابد.

مزایا

• فقط سه کابل برای ترانسمیتر نیاز است.
• یک منبع تغذیه مشترک هم برای ترانسمیتر و هم برای کنترل پنل قابل استفاده است.

معایب

• هرگونه تداخل یا دریافت برق ممکن است در امتداد خط سیگنال منتقل شود، که ممکن است یک هشدار جعلی در پانل کنترل ایجاد کند.

---

ترانسمیتر کاملا ایزوله (۴ سیم)

ترانسمیتر و کنترل پنل از منابع تغذیه جداگانه استفاده می کنند. سیگنال ۲۰-۴ میلی آمپر از طریق دو کابل مجزا بین ترانسمیتر و کنترل پنل جریان می یابد.
فرض بر این است که برق مورد نیاز برای حرکت دادن حلقه ۲۰-۴ میلی آمپر از صفحه کنترل گرفته می شود.

مزایا ترانسمیتر کاملا ایزوله

• تداخل الکتریکی در خطوط تغذیه ولتاژ به خط سیگنال 4-20 میلی آمپر منتقل نمی شود و خطر دریافت سیگنال های جعلی در کنترل کننده را کاهش می دهد.

معایب

• یک کابل اضافی برای هر ترانسمیتر در مقایسه با گزینه های سینک فعلی و منبع مورد نیاز است.
• یک منبع تغذیه جداگانه برای هر دو ترانسمیتر و کنترل پنل مورد نیاز است.

---

ترانسمیتر حلقه دو سیمی

این نوع سیم بندی، پیکربندی برق و سیگنال 4-20 میلی آمپر را از طریق یک اتصال دو سیمی بین ترانسمیتر و صفحه کنترل تامین می کند.
همه ترانسمیتر ها را نمی توان در این فرمت سیم کشی کرد و باید به طور خاص برای سازگاری با این پیکربندی طراحی شوند.

مزایا

• مصرف برق پایینی دارد.
• فقط دو کابل نیاز است.

معایب

سیگنال خطای گسسته ترانسمیتر را نمی توان روی ۰ میلی آمپر تنظیم کرد زیرا این پیکربندی همچنان مقداری جریان را در شرایط خطا می کشد. این پیکربندی برای تابلوهای کنترلی که به سیگنال ۰ میلی آمپر برای نشان دادن خطا نیاز دارند، مناسب نیست.

سیگنال دهی وضعیت زیر ۴ میلی آمپر به دلیل کاهش دامنه mA موجود بین خطا و خواندن صفر محدود است.
برای ترانسمیتر های پر مصرف، به عنوان مثال آشکارسازهای گاز کاتالیزوری، یا آشکارسازهای گاز مادون قرمز با استفاده از عناصر گرمایش نوری مناسب نیست.

---

چه زمانی از کدام نوع سیم کشی ترانسمیتر 4–20 میلی‌آمپر استفاده کنیم؟

انتخاب پیکربندی مناسب برای سیم‌کشی ترانسمیتر، بستگی به چند عامل کلیدی دارد:
نوع ترانسمیتر، حساسیت سیستم به نویز، بودجه پروژه، الزامات ایمنی، و طراحی تابلو برق یا سیستم کنترل.

در جدول زیر، خلاصه‌ای از شرایط و توصیه‌ها آمده است، و در ادامه توضیح مفصل‌تری برای هر حالت ارائه می‌شود:

---

 توضیحات تکمیلی:

 1. سیم کشی دو سیمه (Loop-Powered)

اگر در پروژه‌ای نیاز به کاهش هزینه کابل‌کشی دارید یا فضا و زمان محدود است، این نوع بهترین انتخاب است.
اما توجه داشته باشید که ترانسمیتر باید سازگار با این روش باشد و توان مصرفی کمی داشته باشد.

 2. سیم کشی سه سیمه – منبع جریان

در سیستم‌هایی که ترانسمیتر خودش جریان 4–20 میلی‌آمپر را تولید می‌کند، این روش بسیار رایج است. بیشتر PLCهای صنعتی ورودی سینک دارند، پس ترانسمیتر باید منبع باشد.

 3. سیم کشی سه سیمه – سینک جریان

در برخی سیستم‌ها، مثل برخی کنترلرهای خاص یا ماژول‌های آنالوگ خاص، ممکن است کنترلر جریان را تولید کند و ترانسمیتر فقط نقش تنظیم‌کننده داشته باشد. در این حالت، پیکربندی سینک جریان به کار می‌آید.

 4. سیم کشی چهار سیمه ایزوله

برای محیط‌های نویزی، حساس به سیگنال، یا کاربردهایی که ایمنی بالا و دقت سیگنال حیاتی است (مثلاً در صنایع نفت و گاز یا پتروشیمی)، توصیه می‌شود همیشه از سیم کشی ایزوله استفاده شود