Σε έργα μηχανικής αυτοματισμού-έλεγχου, η επιλογή καλωδίων σήματος 4-20 mA καθορίζει άμεσα τις επιδόσεις του συστήματος κατά των παρεμβολών,ακρίβεια μετάδοσης σήματος και μακροπρόθεσμη αξιοπιστία λειτουργίαςΣυνδυάζοντας τα βιομηχανικά πρότυπα και τις πρακτικές μηχανικής πεδίου, η ακριβής επιλογή καλωδίων μπορεί να πραγματοποιηθεί από τις ακόλουθες πέντε βασικές διαστάσεις.
Ι. Κεντρική κατασκευή και σχεδιασμός κατά των παρεμβολών
Το σήμα 420 mA είναι ένα αδύναμο αναλογικό σήμα εξαιρετικά ευαίσθητο σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές από πηγές που προέρχονται από την εγκατάσταση, όπως μετατροπείς συχνοτήτων, μεγάλους ηλεκτροκινητήρες και συγκολλητικές μηχανές.η κατασκευή καλωδίου πρέπει να πληροί τις ακόλουθες απαιτήσεις.
1Δομή στρεβλωμένων ζευγαριών
Τα καλώδια στρεβλωμένων ζευγαριών είναι υποχρεωτικά. Η συμμετρία των στρεβλωμένων ζευγαριών αντισταθμίζει τις παρεμβολές που προκαλούνται από εξωτερικά ηλεκτρομαγνητικά πεδία.
2. Ομαδική προστασία
Υιοθέτηση δομής S/FTP με στρώσεις ασπίδας:ατομική προστασία από φύλλο αλουμινίου για κάθε ζευγάρι συν συνολική προστασία από χαλκόΑυτό μετριασεί αποτελεσματικά τις διασταυρώσεις μεταξύ των ζευγαριών και τις εξωτερικές παρεμβολές κοινής λειτουργίας.
3. Καθοδηγοί καθαρού χαλκού
Χρησιμοποιούνται αγωγοί χαλκού υψηλής καθαρότητας (περιεκτικότητα σε χαλκό ≥ 99,9%).για να εξασφαλίζεται η σωματική αγωγιμότητα και να αποφεύγεται η οξείδωση και η υπερθέρμανση στις ενώσεις.
4Υλικά για το στρώμα μόνωσης
Η μόνωση πρέπει να είναι από πολυαιθυλένιο (PE) ή πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC), με αντίσταση μόνωσης ≥ 500 MΩ·km. Η μόνωση PE προσφέρει χαμηλότερη διηλεκτρική σταθερά και ανώτερη απόδοση υψηλών συχνοτήτων,κατάλληλο για σενάρια υψηλής ταχύτητας μετάδοσης δεδομένων.
ΙΙ. Διατομή αγωγού έναντι απόστασης μετάδοσης
Loop voltage drop shall be calculated during selection to guarantee that the voltage at the transmitter terminal remains above its minimum operating voltage (typically ≥ 16 V) at maximum transmission distanceΠαρακάτω παρατίθενται επιλογές αναφοράς για τα τυποποιημένα συστήματα τροφοδοσίας 24 V.
| Απόσταση μετάδοσης |
Συνιστώμενη εγκάρσια τομή |
Περίπου αντίσταση βρόχου |
Παρατηρήσεις |
| Μέσα σε 100 m |
10,0 mm2 |
≤ 3,6 Ω |
Αποδοτικό από άποψη κόστους για τις βασικές απαιτήσεις |
| 100 m ~ 300 m |
1.5 mm2 |
≤ 2,4 Ω |
Το πιο κοινό τυποποιημένο μέγεθος για έργα αυτοματισμού |
| 300 m ~ 800 m |
20,0 mm2 ή 2,5 mm2 |
≤ 1,8 Ω / ≤ 1,2 Ω |
Πτώση τάσης συγκράτησης που προκαλείται από αντίσταση γραμμής |
| Πάνω από 800 m |
2.5 mm2 |
≤ 1,2 Ω |
Απαιτείται αυστηρή επαλήθευση της πτώσης τάσης· για αποστάσεις που υπερβαίνουν τα τυπικά όρια (1000-1500 m), εγκαταστήστε απομονωτές ή επαναλήπτες σήματος |
Ο τύπος υπολογισμού της πτώσης τάσης:
ΔU = I × R × L × 2
όπου ΔU = πτώση τάσης κυκλώματος (V), I = ρεύμα κυκλώματος (mA), R = αντίσταση ανά μονάδα μήκους (Ω/km), L = απόσταση μεταφοράς μονής κατεύθυνσης (km).
ΙΙΙ. Υλικό μπουφάν και περιβαλλοντική συμβατότητα
Τα εξωτερικά μανδύα καλωδίων πρέπει να επιλέγονται σύμφωνα με τα πραγματικά περιβάλλοντα εγκατάστασης.
| Σενάριο εφαρμογής |
Συνιστώμενο υλικό γιλέκου |
Ιδιότητες |
Εφαρμόσιμα πρότυπα |
| Γενική εσωτερική / καλωδιακή διαδρομή |
PVC |
Αποτελεσματικό από πλευράς κόστους, αντιφλεγμονώδες, ανθεκτικό σε ήπια χημική διάβρωση |
GB/T 19666 |
| Εσωτερικά ντουλάπια ελέγχου / πυκνοκατοικημένες περιοχές |
LSZH (Low-Smoke Zero-Halogen) |
Δεν απελευθερώνει τοξικό αέριο κατά την πυρκαγιά· διαπερατότητα φωτός ≥ 60% |
GB/T 19666, IEC 61034 |
| Δύσκολα βιομηχανικά περιβάλλοντα (μόλυνση από πετρέλαιο, χημικές ουσίες) |
PUR (πολυουρεθάνιο) ή CPE |
Ανθεκτικό στο λάδι, ανθεκτικό στην τριβή, ανθεκτικό στα οξέα και τα αλκαλικά, ανθεκτικό στις χαμηλές θερμοκρασίες |
HG/T 2006 |
| Συχνές εφαρμογές κίνησης / αλυσίδας σύρσης |
Υψηλής ευελιξίας PUR |
Τύποι κάμψης ≥ 1 εκατομμύριο, ανθεκτικοί στη στρεβλώση |
VDE 0295 |
IV. Βασικές προδιαγραφές εγκατάστασης και γείωσης
Η σωστή επιλογή καλωδίου είναι μόνο το πρώτο βήμα· η σωστή εγκατάσταση καθορίζει επίσης την τελική απόδοση.
1- Γείωση με μία μονάδα ασπίδας
Η ασπίδα καλωδίουπρέπει να συνδέονται αξιόπιστα με τη γη μόνο στην άκρη του κιβωτίου ελέγχου (ενότητα κάρτας PLC/DCS)Η ασπίδα στο άκρο του οργάνου πεδίου πρέπει να είναι απομονωμένη και να επιπλέει.καθώς οι διαφορές δυναμικού εδάφους δημιουργούν βρόχους εδάφους που εισάγουν σοβαρές παρεμβολές και μετατόπιση σήματος.
2. Διαχωρισμός καλωδίων χαμηλής ένδειξης και καλωδίων ηλεκτρικής ενέργειας
Τα καλώδια σήματος 4-20 mA δεν πρέπει ποτέ να μοιράζονται αγωγούς ή δοχεία καλωδίων με καλώδια ισχύος (π.χ. καλώδια τροφοδοσίας 380 V, καλώδια εξόδου μετατροπέα συχνότητας).να διατηρεί ελάχιστο διαχωρισμό 30 cmΌταν η διασταύρωση είναι αναπόφευκτη, τα καλώδια πρέπει να διοχετεύονται σε κάθετη γωνία 90 μοιρών.
3Ελέγχος ελάχιστης ακτίνας κάμψης
Η ελάχιστη ακτίνα κάμψης του καλωδίου δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 6−7,5 × την εξωτερική διάμετρο του καλωδίου,για την πρόληψη ζημιών στην εσωτερική μόνωση ή σπασμένων καλωδίων πλέξης προστασίας.
4Προστασία των σωλήνων
Τα καλώδια διαδρομής μέσα σε καλώδια από γαλβανισμένο μέταλλο ή σε δίσκους καλωδίων· και τα δύο άκρα των μεταλλικών καλωδίων πρέπει να είναι αξιόπιστα γειωμένα.Ο συντελεστής πλήρωσης του αγωγού δεν πρέπει να υπερβαίνει το 40% για να εξασφαλίζεται η διάχυση της θερμότητας και ο χώρος συντήρησης..
V. Συνήθεις παγίδες επιλογής και μετριασμοί
| Κοινή Παγίδα |
Πιθανός κίνδυνος |
Ορθή πρακτική |
| Δορυφόροι από χαλκό-αλουμίνιο |
Οξείδωση των αρθρώσεων, μεγαλύτερη αντίσταση επαφής, εξασθένιση του σήματος |
Προσδιορίστε αγωγούς χαλκού υψηλής καθαρότητας χωρίς οξυγόνο |
| Ασπίδα γειωμένη και στα δύο άκρα |
Διαταραχές στη στροφή εδάφους, μετατόπιση σήματος |
Ασπίδα εδάφους μόνο στην άκρη του κιβωτίου ελέγχου |
| Συνολικοί δίσκοι με καλώδια ηλεκτρικής ενέργειας |
Ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές ζεύξης, στρέβλωση σήματος |
Διαχωρισμένοι δίσκοι· διατηρήστε διαχωρισμό ≥ 30 cm |
| Παραμέληση υπολογισμού πτώσης τάσης |
Ανεπαρκής τροφοδοσία ηλεκτρικής ενέργειας για τα τηλεχειριστήρια, μη φυσιολογικά σήματα |
Υπολογίζεται η πτώση τάσης ανά τύπο· προστίθενται επαναλήπτες, εάν είναι απαραίτητο |
| Το σακάκι δεν ταιριάζει με το περιβάλλον λειτουργίας |
Τρύπες και γήρανση του μπουφάν, βλάβη της μόνωσης |
Επιλέξτε υλικό σακάτου που ταιριάζει με τις συνθήκες του χώρου |
VI. Πίνακας επιλογής για ταχεία αναφορά
| Σενάριο εφαρμογής |
Υλικό αγωγού |
Δομή ασπίδας |
Υλικό σακάτου |
Μέγεθος αγωγού |
| Τυποποιημένο ντουλάπι ελέγχου DCS / PLC |
Χωρίς οξυγόνο χαλκό |
Αλουμινένιο φύλλο + διπλή ασπίδα με πλέξιμο χαλκού |
PVC |
1.5 mm2 |
| Μετατροπείς κοντινών συχνοτήτων / ζώνες υψηλής παρεμβολής |
Χωρίς οξυγόνο χαλκό |
Δύο στρώσεις προστασίας S/FTP |
PVC |
10,5-2,5 mm2 |
| Πετροχημικές / επικίνδυνες εκρηκτικές περιοχές |
Χωρίς οξυγόνο χαλκό |
Αλουμινένιο φύλλο + διπλή ασπίδα με πλέξιμο χαλκού |
LSZH |
10,5-2,5 mm2 |
| Εξωτερικά / σκληρά περιβάλλοντα |
Χωρίς οξυγόνο χαλκό |
Αλουμινένιο φύλλο + διπλή ασπίδα με πλέξιμο χαλκού |
ΠΡ/CPE |
2.5 mm2 |
| Μεταφορά μεγάλων αποστάσεων (> 800 m) |
Χωρίς οξυγόνο χαλκό |
Δύο στρώσεις προστασίας S/FTP |
PVC / LSZH |
2.5 mm2 συν επαναλήπτης |
Συμπληρωματικές παρατηρήσεις
Η επιλογή των καλωδίων σήματος 4-20 mA είναι ένα συστηματικό έργο μηχανικής.η περιβαλλοντική ανθεκτικότητα και οι προδιαγραφές εγκατάστασης πρέπει να εξετάζονται συνολικάΟι μηχανικοί πρέπει να διερευνήσουν πλήρως τις συνθήκες λειτουργίας του χώρου πριν από την επιλογή, να ακολουθήσουν αυστηρά τα σχετικά εθνικά πρότυπα,και επιβάλλει τον έλεγχο ποιότητας σε κρίσιμα στάδια όπως η γείωση της ασπίδας κατά την εγκατάσταση, για να διασφαλιστεί η σταθερή λειτουργία των συστημάτων αυτοματισμού-έλεγχου.
Πρότυπα αναφοράς
- GB/T 19666‐2019Γενικοί κανόνες για τα ηλεκτρικά καλώδια και τα οπτικά καλώδια με ανθεκτικότητα στη φλόγα και στην πυρκαγιά
- GB/T 5023‐2008Καλώδια με μόνωση από πολυβινυλοχλωρίδιο ονομαστικής τάσης έως και 450/750 V
- HG/T 2006-2022Θερμοπλαστικά ελαστομερή πολυουρεθανίου
- IEC 61034-2Μέτρηση της πυκνότητας καπνού καλωδίων που καίγονται υπό συγκεκριμένες συνθήκες
- GB 50057‐2010Κώδικας σχεδιασμού προστασίας από κεραυνό των κτιρίων
- SH/T 3019‐2016Προδιαγραφή σχεδιασμού σωλήνων και καλωδίων οργάνων στην πετροχημική μηχανική
Το μήνυμά σας πρέπει να αποτελείται από 20-3.000 χαρακτήρες!
