Ventajas de una salida analógica de 4-20 mA de 2 hilos

Una salida analógica de 4-20 mA es un estándar industrial universalmente reconocido para transmitir señales eléctricas (como corrientes) a largas distancias. Por ejemplo, muchos instrumentos de detección, como transmisores y transductores de presión, utilizan una salida de 4-20 mA como método sencillo y fiable para transmitir información desde el campo a la sala de control del sistema.

Si desea obtener más información sobre este tipo de salida, y los beneficios de la opción de conexión de 2 hilos frente a una opción de 3 hilos, ha venido al lugar correcto. He sido un líder de producto en Ashcroft durante casi dos décadas y tengo una amplia experiencia en la medición de presión y temperatura. Durante ese tiempo, me han hecho muchas preguntas acerca de cómo funcionan las cosas y los beneficios de seleccionar un dispositivo de medición sobre otro. Creamos nuestra serie Entendiendo lo Básico para dar a aquellos que son nuevos en la industria un marco de información para utilizar como un valioso punto de referencia cuando sea necesario.

En este artículo, aprenderá acerca de las salidas analógicas de 4-20 mA, incluyendo dónde se utilizan, cómo funcionan y las ventajas y desafíos de utilizar 2 hilosfrente a 3 hilos en su aplicación. Cuando termine, sabrá si este tipo de salida es adecuada para usted.  

¿Qué es una salida analógica 4-20 mAde 2 hilos?

Los sensores de presión, como los transmisores y transductores, utilizan una salida de 4-20 mA de 2 hilos para convertir las lecturas de presión en señales eléctricas que oscilan entre 4 mA (que suele representar el extremo más bajo del rango medido) y 20 mA (que representa el extremo más alto). Estos instrumentos funcionan con dos hilos que alimentan eldispositivo y transportan la señal de salida para proporcionar un método sencillo y fiable de transmitir información sobre variables como la temperatura, la presión o el caudal. 

Figura 1. Ilustración de la salida de 4-20 mA de 2 hilos. 

Ventajas de la 2-salida analógica 4-20 mA de 2 hilos?

La salida analógica de 4-20 mA a 2 hilos es un estándar de comunicación fiable en aplicaciones industriales y ofrece varias ventajas clave con respecto a otros métodos. 

Instalación y verificación sencillas y rentables. Al utilizar sólo dos cables para conectar el sensor de presión y el sistema de control, esta configuración simplifica la instalación, lo que la convierte en una opción práctica para muchas aplicaciones. Con un punto de presión cero en la salida de 4 mA permite la verificación del sistema sin tener que iniciar todo el proceso.

Mayor fiabilidad de la señal e inmunidad a las interferencias: La configuración de bucle de corriente garantiza que la señal de 4-20 mA se mantenga fuerte y resistente al ruido electromagnético, lo que asegura mediciones precisas incluso en entornos difíciles.

Mayor alcance de la señal sin comprometer su calidad: El diseño de bucle de corriente permite enviar señales a largas distancias sin cables de baja impedancia de degradación, reduciendo las caídas de tensión. Esto permite que la salida de 4-20 mA cubra varios miles de metros sin comprometer la calidad de la señal.

Compatible con dispositivos alimentados por bucle: Los instrumentos alimentados por bucle se alimentan del bucle de corriente, lo que elimina la necesidad de fuentes de alimentación adicionales y simplifica la instalación.

¿Cuándo tendría que utilizar una salida de 3 hilos?

Aunque la opción de salida de 2 hilos es común para la mayoría de las aplicaciones, hay casos en los que se requiere una salida de 3 hilos.

Aunque esta configuración puede parecer más compleja que un sistema de 2 hilos, ofrece la ventaja de cargas de mayor resistencia y la posibilidad de funcionar con instrumentos de medición con una impedancia de entrada más alta. Esto puede ser especialmente útil en determinadas aplicaciones en las que las mediciones precisas y la integridad de la señal son primordiales.

La salida de 3 hilos tiene un cable de alimentación, otro de salida y otro de tierra, cada uno de los cuales cumple una función específica en la transmisión de señales. La fuente de alimentación externa necesaria para una configuración de 3 hilos proporciona la energía necesaria para accionar el sensor y garantizar lecturas precisas.

Figura 2. Ilustración de salida de 4-20 mA de 3 hilos. 

Aplicaciones e industrias para señales de salida de 4-20 mA

• Procesos industriales: La fabricación de equipos, el procesamiento químico, la alimentación y las bebidas, la generación de energía, las instalaciones de distribución, los sistemas HVAC/R, los productos de salud y seguridad y otros utilizan la salida analógica de 4-20 mA para garantizar una transmisión de datos fiable desde los sensores a los sistemas de control.
  
  
• Petróleo y gas: Debido a la naturaleza exigente de las operaciones de petróleo y gas, la seguridad y la eficiencia son cruciales. El uso de una salida de 4-20 mA para transmitir mediciones críticas de sensores en plataformas petrolíferas, refinerías y oleoductos garantiza la transferencia de datos en tiempo real a los operadores del sistema de control.
  
  
• Agua y aguas residuales: La gestión eficaz de los recursos hídricos es crucial para la sostenibilidad. En las plantas de tratamiento de agua y aguas residuales, la salida analógica de 4-20 mA desempeña un papel fundamental en la supervisión de variables para ayudar a mantener procesos de tratamiento óptimos y garantizar el cumplimiento de la normativa.

¿Quiere saber más?

Ahora que conoce los conceptos básicos de una salida analógica de 4-20 mA de 2 hilos y en qué se diferencia de la opción de salida de 3 hilos, puede que le interese saber más sobre cómo seleccionar el mejor sensor de presión para sus aplicaciones. Los siguientes artículos pueden ayudarle a empezar. 

• La importancia de instalar manómetros analógicos con transmisores de presión
• ¿Transductor de presión o transmisor de presión? La respuesta depende de la salida
• Elegir el sensor de presión adecuado: 5 factores a tener en cuenta

Además, no dude en ponerse en contacto con uno de nuestros expertos del sector para que responda a sus preguntas. Mientras tanto, descargue nuestra guía para evitar errores comunes al seleccionar un sensor de presión.