Куда заводить токовый сигнал 4-20 мА
Датчик давления или расхода в насосной автоматике почти всегда выдаёт токовый сигнал 4-20 мА. На Veichi его заводят на аналоговый вход, который умеет работать в токовом режиме:
| Серия | Вход для 4-20 мА | Параметры |
|---|---|---|
| AC310 | AI2 | 0–20 мА или 4–20 мА; входной импеданс по току 500 Ом; контур с GND |
| AC01 | AS | 0–20 мА или 4–20 мА; контур с COM (земля объединена) |
На AC310 токовый/потенциальный режим входа переключается DIP-переключателем — убедитесь, что для 4-20 мА выбран именно токовый режим, иначе сигнал «не увидится». Базовая настройка датчика и PID — в статье о подключении датчика 4-20 мА.
Почему экран — это не формальность
Токовая петля 4-20 мА сама по себе устойчивее напряженческой, но в шкафу с частотником рядом проходят силовые кабели с резкими фронтами ШИМ. Они наводят помехи на сигнальные провода, и вместо стабильного давления вы видите «скачки» уставки, плавание оборотов и периодические ошибки. Поэтому кабель датчика — обязательно экранированный.
Почему именно токовому сигналу отдают предпочтение для расстояния? Потому что в токовой петле полезной является величина тока, а не напряжения, и падение на сопротивлении длинного провода ей не страшно — приёмник (вход AI2/AS с внутренним сопротивлением по току около 500 Ом) «видит» те же 4-20 мА независимо от длины линии. Напряженческая петля 0-10 В на длинном кабеле просела бы. Но даже токовую петлю можно испортить наводкой, если пренебречь экраном.
С какой стороны заземлять экран
Главное правило: экран заземляют только с одной стороны — со стороны частотника. Если заземлить с обоих концов, между двумя точками заземления появится разность потенциалов и по экрану потечёт уравнивающий ток — тот самый контур, от которого мы уходим. Один конец экрана на PE со стороны ПЧ, второй — изолирован.
Почему именно со стороны ПЧ, а не со стороны датчика? Потому что частотник — это источник помех, и именно на его PE мы хотим «слить» наведённый на экран ток кратчайшим путём. Если же заземлить со стороны датчика, наводка пойдёт через корпус датчика и измерительную цепь — туда, куда меньше всего нужно. Поэтому одна точка, и она на частотнике.
Разнос с силовыми трассами
Сигнальный кабель нельзя вести в одном жгуте с силовыми. По нашей практике силовые и сигнальные трассы разносят (ориентир — около 15 см) или, где пересечение неизбежно, ведут их перпендикулярно. Это резко уменьшает наводки на токовую петлю.
- Сигнальный кабель датчика — отдельно от кабеля двигателя и сети.
- Пересечение трасс — под 90°, а не параллельно.
- Экран — с одной стороны на PE частотника.
Ошибка E.PiD: что проверять первым
Если привод выдаёт E.PiD, в подавляющем большинстве случаев проблема в цепи датчика, а не в самом частотнике. Алгоритм проверки:
- Приходит ли ток в диапазоне 4-20 мА на AI2 (AS)?
- Выбран ли токовый режим входа (DIP на AC310)?
- Цел ли экран и заземлён ли он с одной стороны?
- Разнесены ли сигнальный и силовой кабели?
- Правильна ли полярность подключения датчика?
Такой подход типичен для насосных применений — больше готовых решений в категории частотников для насосов. А общую карту правильного монтажа при замене привода смотрите в опорной статье.
Настройка входа под 4-20 мА
Сам кабель — лишь половина дела. Чтобы привод корректно «читал» датчик, вход надо подготовить:
- Режим входа. На AC310 переключите DIP соответствующего входа (AI1/AI2) в токовый режим — иначе частотник будет ждать напряжение 0-10 В и сигнал датчика «не увидит».
- Масштаб сигнала. Сопоставьте 4 мА с минимумом уставки, а 20 мА — с максимумом. Если нужна инверсия (большее давление → меньшая частота для поддержания постоянного давления в PID), её задают в соответствующей группе параметров.
- Проверка. В режиме мониторинга посмотрите, плавно ли растёт показание входа от 4 до 20 мА при изменении давления. Скачки — признак наводки или плохого контакта.
Пошаговая настройка датчика и PID-контура вынесена в отдельную статью о подключении датчика 4-20 мА — там и о полярности, и об инверсии характеристики.
Частые вопросы
Почему нельзя заземлить экран с обеих сторон?
Потому что между двумя точками заземления есть разность потенциалов, и по экрану потечёт уравнивающий ток — он сам станет источником помех. Заземление с одной стороны (на ПЧ) разрывает этот контур.
Датчик показывает давление скачками — в чём причина?
Чаще всего — наводки: кабель неэкранированный, экран заземлён с двух сторон или сигнальная трасса идёт рядом с силовой. Проверьте экран и разнесите кабели.
Обороты растут вместе с давлением вместо того, чтобы падать — это тоже экран?
Нет, это уже логика обратной связи: положительная связь вместо отрицательной. Проверьте полярность подключения датчика, а в настройках — соответствие характеристики (где «меньше давления» = «больше частоты»). Экран здесь ни при чём, но проверить его стоит параллельно.
Можно ли вести сигнальный кабель в том же лотке, что и силовой?
Нежелательно. Если другого пути нет — разнесите их в пределах лотка как можно дальше и избегайте длинных параллельных участков; пересечение делайте под прямым углом.
