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Suchen Sie nach einem Gerät, einem Protokoll oder einer Umrechnung wie 50 kW in Ampere.
Rechnen Sie den Strom einer 4–20-mA-Schleife in technische Einheiten um und bestimmen Sie Multiplikator und Offset für ein berechnetes Gerät in Edge.
4 mA entsprechen 0 und 20 mA entsprechen 10
In der Messspanne von 4 bis 20 mA
Edge-Linear-Operation für einen Sensor, der Milliampere meldet
Messwert
5bar
Prüfen Sie die Werte, um ein Ergebnis zu sehen.
Verwenden Sie m und c in Edge nur, wenn der Quellsensor den Rohstrom in mA meldet. Prüfen Sie zuerst die Einheit der Quelle.
Value = low + (I − 4) × (high − low) ÷ 16I = 4 + 16 × (value − low) ÷ (high − low)
12 mA im linearen 4–20-mA-Messbereich von 0 bis 10 bar entsprechen dem Wert 5 bar.
Tipp: Transmitter nach NAMUR NE 43 signalisieren einen Fehler bei höchstens 3,6 mA oder mindestens 21 mA. Ein solcher Strom ist ein Fehler, kein Messwert.
Ein 4–20-mA-Transmitter sendet am unteren Ende seines Bereichs 4 mA und am oberen Ende 20 mA, bei einer linearen Kennlinie mit geradem Verlauf dazwischen. Für die Umrechnung bestimmen Sie den Anteil des Stroms an der 16-mA-Spanne und übertragen ihn auf den Messbereich: 12 mA liegen in der Mitte und entsprechen bei einem Transmitter von 0 bis 10 bar daher 5 bar.
Wenn Edge den Rohstrom in mA erhält, verwenden Sie den unten berechneten Multiplikator (m) und Offset (c), um mit der Operation Linear ein berechnetes Gerät anzulegen. Die Einheit des Quellsignals ist entscheidend: Bereits in technische Einheiten skalierte Werte, Ampere oder ADC-Zählwerte benötigen eine andere Umrechnung.
Wert = unten + (I − 4) × (oben − unten) ÷ 16
Unten und oben sind die Messwerte bei 4 mA und 20 mA. Der Messbereich kann unter null beginnen, zum Beispiel bei einem Temperaturtransmitter von −50 bis 150 °C.
I = 4 + 16 × (Wert − unten) ÷ (oben − unten)
Prüfen Sie damit einen Transmitter: Stellen Sie einen bekannten Druck oder eine bekannte Temperatur her und vergleichen Sie den gemessenen Strom mit dem erwarteten Wert.
% = (I − 4) ÷ 16 × 100
Das gilt für jeden Messbereich: 8 mA entsprechen 25 %, 12 mA entsprechen 50 % und 16 mA entsprechen 75 %.
Ausgabe = m × Eingabe + c; m = (oben − unten) ÷ 16; c = unten − 4m
Öffnen Sie in Edge Geräte, legen Sie ein berechnetes Gerät an, benennen Sie den Ausgabesensor und wählen Sie seine technische Einheit. Wählen Sie unter Berechnungen die Operation Linear, dann genau den Sensor für den Rohstrom als einzigen Eingang, und geben Sie m und c aus diesem Rechner ein. Prüfen Sie vor dem Speichern mit manuellen Testwerten für 4, 12 und 20 mA den unteren, mittleren und oberen Messwert. Prüfen Sie nach dem Speichern die Einheit des Live-Eingangs und die Zeitstempel der Ausgabewerte.
Wert = unten + (oben − unten) × √((I − 4) ÷ 16)
Ein Differenzdrucktransmitter an einer Blende oder einem Venturirohr liefert einen zum Druck linearen Strom; der Durchfluss steigt mit der Quadratwurzel des Drucks. Wählen Sie unter Weitere Optionen die Wurzelkennlinie, wenn erst der Empfänger die Wurzel ziehen soll.
8 mA liegen 4 mA über dem aktiven Nullpunkt, also bei einem Viertel der 16-mA-Spanne. Ein Viertel von 10 bar sind 2,5 bar.
Für eine Edge-Quelle, die mA meldet, benötigt Linear m = 0,625 und c = −2,5. Daraus ergeben sich 0 bar bei 4 mA, 5 bar bei 12 mA und 10 bar bei 20 mA.
Messwert 2,5 bar Im Rechner öffnen
Im Bereich von −50 bis 150 °C beträgt die Messspanne 200 °C. Bei 10,4 mA liegt das Signal bei 40 % der Spanne. Der Messwert ist somit −50 + 0,4 × 200 = 30 °C.
Messwert 30 °C Im Rechner öffnen
Ein DP-Durchflusstransmitter mit einem Bereich von 0 bis 50 m³/h sendet 8 mA, also 25 % seiner Spanne. Weil der Durchfluss mit der Quadratwurzel des Drucks steigt, beträgt er √0,25 = 50 % des Bereichs: 25 m³/h. Eine lineare Auswertung desselben Signals würde 12,5 m³/h ergeben.
Ziehen Sie die Wurzel nur an einer Stelle. Wenn der Transmitter bereits einen zum Durchfluss linearen Ausgang liefert, lassen Sie den Rechner auf Linear.
Messwert 25 m³/h Im Rechner öffnen
Jedes volle Milliampere als Anteil der Messspanne, als Messwert im Bereich von 0 bis 10 bar und als Durchfluss bei Wurzelkennlinie.
| Strom (mA) | Anteil der Messspanne (%) | 0 bis 10 bar (bar) | Durchfluss mit Wurzelkennlinie (%) |
|---|---|---|---|
| 4 | 0 | 0 | 0 |
| 5 | 6,25 | 0,625 | 25 |
| 6 | 12,5 | 1,25 | 35,4 |
| 7 | 18,75 | 1,875 | 43,3 |
| 8 | 25 | 2,5 | 50 |
| 9 | 31,25 | 3,125 | 55,9 |
| 10 | 37,5 | 3,75 | 61,2 |
| 11 | 43,75 | 4,375 | 66,1 |
| 12 | 50 | 5 | 70,7 |
| 13 | 56,25 | 5,625 | 75 |
| 14 | 62,5 | 6,25 | 79,1 |
| 15 | 68,75 | 6,875 | 82,9 |
| 16 | 75 | 7,5 | 86,6 |
| 17 | 81,25 | 8,125 | 90,1 |
| 18 | 87,5 | 8,75 | 93,5 |
| 19 | 93,75 | 9,375 | 96,8 |
| 20 | 100 | 10 | 100 |
Ziehen Sie 4 ab, teilen Sie durch 16 und multiplizieren Sie mit 100. Bei 12 mA ergibt sich (12 − 4) ÷ 16 × 100 = 50 %.
Der aktive Nullpunkt von 4 mA unterscheidet einen echten minimalen Messwert von einem Drahtbruch oder ausgefallenen Transmitter nahe 0 mA; bei einer 0–20-mA-Schleife ist das am Nullpunkt nicht möglich. Der Ruhestrom kann auch einen Zweidrahttransmitter versorgen. Ein Stromsignal bleibt über lange Leitungen mit elektrischen Störungen vergleichsweise stabil.
Eine geringe Über- oder Unterschreitung ist als Überbereich üblich. Die NAMUR-NE-43-Empfehlung verwendet 3,8 bis 20,5 mA für Messwerte und behandelt höchstens 3,6 mA oder mindestens 21 mA als Fehlersignal. Prüfen Sie, welche Konvention Ihr Transmitter nutzt.
Nur bei einer Durchflussmessung aus Differenzdruck und nur, wenn der Transmitter die Wurzel nicht bereits zieht. Viele moderne DP-Transmitter können einen zum Durchfluss linearen Ausgang liefern. Eine doppelte Wurzelextraktion verfälscht den Messwert besonders bei kleinem Durchfluss stark.
Das hängt von der Versorgungsspannung, der Mindestspannung des Transmitters sowie vom Widerstand des Empfängers und der Leitung ab. Der Rechner für die Spannungsreserve einer 4–20-mA-Schleife ermittelt den Wert.
Ein ZIO liest einen 4–20-mA-Transmitter mit einer Auflösung von 0,001 mA und überträgt den Messwert per Funk-Mesh an das Gateway. Eine Signalleitung zurück zum Schaltschrank ist nicht erforderlich.
