4 A 20ma

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Padr˜o 4-20mA e Protocolo a HART

Campina Grande, fevereiro 2003

Universidade Federal da Para´ ıba Coordena¸˜o de P´s-Gradua¸˜o em Engenharia El´trica ca o ca e Disciplina: Instrumenta¸˜o Industrial ca Alunos: Jos´ Alves do Nascimento Neto e

Padr˜o 4-20mA e Protocolo a HART

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Conte´ do u
1 Introdu¸˜o ca 2 O Padr˜o 4-20mA a 3 Caracter´ ısticas do Padr˜o 4-20mA a 3.1 O sinal de4-20mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Exemplo de Projeto Utilizando-se o Padr˜o 4-20mA . . . . . . a 3.3 Dispositivos Dispon´ ıveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 O futuro do Padr˜o 4-20mA a 5 Protocolo HART 5.1 Hart e a Malha de Corrente 4-20mA 5.2 Modula¸˜o . . . . . . . . . . . . . . . ca 5.3 Caracter´ ısticas . . . . . . . . . . . . 5.3.1 Taxa de transmiss˜o . .. . . a 5.3.2 O Protocolo . . . . . . . . . . 5.3.3 A rede de Comunica¸˜o . . . ca 6 Conclus˜o a 4 5 6 7 7 8 9 10 10 12 12 12 13 14 15

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Introdu¸˜o ca

O padr˜o 4-20mA foielaborado em 1972 na tentativa de padronizar as redes a industriais, ´ um padr˜o antigo, quando comparado com outros padr˜es, e a o por´m ainda muito utilizado. e ´ E um padr˜o anal´gico que faz uso de um sinal de corrente na faixa a o de 4mA a 20mA. Sua utiliza¸˜o promove uma independˆncia no que refere ca e ao comprimento dos cabos e tamb´m oferece uma boa imunidade ao ru´ e ıdo eletromagn´tico. eMesmo em sistemas mais novos como em plataformas da Petrobras ainda encontra-se, no projeto de instala¸˜o, redes que utilizam o padr˜o 4-20mA deca a vido ao alto n´ de seguran¸a exigido nas plataformas mar´ ıvel c ıtimas de petr´leo o e o alto grau de seguran¸a comprovado do padr˜o, embora hoje exista uma c a tendˆncia de substitui¸˜o pelo sistema Fieldbus. Tal substitui¸˜o dever´ e ca ca a sergradual e muito cautelosa, para tanto faz-se necess´rio um tempo de a aplica¸˜o das novas tecnologias no mercado, onde pode-se obter considera¸˜es ca co e avalia¸˜es em situa¸˜es reais. co co Com a evolu¸˜o dos dispositivos e a inser¸˜o da tecnologia digital na ca ca ind´stria, e conseq¨entemente nos dispositivos industriais, foi projetado um u u protocolo de comunica¸˜o digital para transmiss˜o deinforma¸˜es a compoca a co nentes sensores e atuadores, totalmente compat´ com o padr˜o 4-20mA, ıvel a chamado protocolo HART (Highway Addressable Remote Transducer ), o qual ser´ discutido mais adiante. a

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O Padr˜o 4-20mA a

Existem en´meros dispositivos utilizados na ind´stria, que fazem a convers˜o u u a de grandezas mecˆnicas em grandezas el´tricas. As grandezas mecˆnicas a e apodem ser convertidas nas mais variadas formas, ou grandezas el´tricas, as e quais podemos citar: • Sinais de Tens˜o a • Sinais de Corrente • Sinais de Potˆncia e • Medidas de Restividade • Outros A utiliza¸˜o de padr˜es de tens˜o ´ uma maneira mais simples, do ponto ca o a e de vista de entendimento, de transmiss˜o de informa¸˜o, n˜o obstante, v´rios a ca a a padr˜es de tens˜o j´ foram elaboradose utilizados na industria, tais como: 0o a a 5V, 0-10V, 1-5V, 2-10V. Em especial o padr˜o 0-5V tornou-se mais conhecido a devido a sua aplicabilidade em sistemas microprocessados onde essa tens˜o a ´ mais utilizada na alimenta¸˜o do microprocessador. e ca V´rios padr˜es de corrente tamb´m foram elaborados e utilizados: 1-5mA, a o e 0-20mA, 4-20mA e 10-50mA. A utiliza¸˜o dos padr˜es acima citadosse dava da seguinte forma: Para a ca o medi¸˜o, por exemplo, de uma faixa de temperatura de 0F at´ 100F, seriam ca e associados 0V e 5V, respectivamente. Em tais aplica¸˜es observa-se que um co rompimento no circuito que transmite a informa¸˜o de tens˜o (ou corrente, ca a quando a mesma for 0A) pode causar um erro de leitura do valor da temperatura, assim quando o valor de tens˜o (ou corrente)...
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