Pourquoi un radar purement analogique 4-20 mA ?
Tous les réservoirs n’ont pas besoin d’un émetteur intelligent. De nombreuses usines de transformation fonctionnent sur des racks API vieux de plusieurs décennies dont les cartes d'entrée analogiques n'acceptent que 4-20 mA, et l'équipe de maintenance n'a ni le budget ni l'envie de câbler un modem HART, de configurer un DTM ou de rechercher des défauts de communication numérique dans une usine bruyante.
Pour ces installations, un radar intelligent complet est excessif. Vous payez un supplément pour les piles de protocoles, les diagnostics intégrés et les outils de paramétrage à distance que le système de contrôle existant ne peut pas lire. Vous introduisez également davantage de points de défaillance : un modem HART qui tombe en panne, une carte de communication en panne, une configuration qui est accidentellement écrasée.
Ce 4-20 mA seulementtransmetteur de niveau radarenlève tout cela. Il fait un travail et le fait bien : mesurer le niveau et renvoyer un courant compris entre 4 mA et 20 mA proportionnel à ce niveau. Aucune adresse à définir, aucun débit en bauds à correspondre, aucune description de périphérique à charger. Connectez-le à n'importe quel canal d'entrée analogique, mettez à l'échelle la plage 4-20 mA dans l'automate et il fonctionne.
Pour qui il est conçu
Cet instrument est le plus judicieux dans trois situations :
Modernisation du système de contrôle existant.Votre usine a été mise en service dans les années 1990 ou au début des années 2000. L'automate possède des cartes analogiques mais pas de multiplexeur HART. Vous avez juste besoin d'un remplacement immédiat qui parle le même langage électrique que les anciens déplaceurs, unités à ultrasons et transmetteurs de pression déjà sur la boucle.
Surveillance en vrac sensible aux coûts.Une usine de traitement d'eau, un silo à sable, une ferme de fioul où les données de niveau n'alimentent qu'un simple indicateur local ou un sas de bas niveau. Il est difficile de justifier de dépenser de l'argent pour du matériel certifié SIL, communiquant HART et commandé par Bluetooth lorsque la fonction consiste simplement à « dites-moi à quel point le réservoir est plein ».
Environnements électriques difficiles et à faible bande passante.Autour des centres de moteurs lourds, des entraînements VFD et des fours à arc, les protocoles numériques peuvent être difficiles à mettre en service proprement. En revanche, un signal de boucle de courant est essentiellement insensible aux interférences conduites tant que le câble est blindé et que la boucle est mise à la terre à une extrémité.
En quoi il diffère d'un radar HART
Un émetteur HART superpose un signal numérique FSK au-dessus de la boucle 4-20 mA. Cette couche numérique contient l'état de l'appareil, les indicateurs de diagnostic, les courbes d'écho et les variables de configuration. C’est véritablement utile lorsque vous disposez d’un système de gestion d’actifs moderne qui interroge ces variables.
Mais la boucle de courant analogique elle-même est identique entre un appareil HART et un appareil 4-20 mA pur. Les deux produisent 4 mA à vide et 20 mA à plein. Les deux peuvent être lus par n’importe quelle carte d’entrée analogique. La différence est que tout repose sur le fil.
Si vous ne lisez pas cette couche numérique, vous payez pour du matériel et des micrologiciels que vous n'utilisez pas. Vous assumez également le risque faible mais réel de pannes liées aux communications, de dérive de configuration et de formation pour enseigner aux techniciens comment utiliser un communicateur manuel HART dans une usine qui n'en a jamais eu besoin.
Points forts techniques
Sortie linéaire simple sur toute la portéeLes points 4 mA et 20 mA sont mappés sur la plage mesurée inférieure et supérieure lors de la mise en service. Le courant intermédiaire est linéaire avec le niveau. L'API ou l'indicateur ne nécessite aucune conversion spéciale - juste un canal d'entrée standard 0-20 mA ou 4-20 mA mis à l'échelle en unités techniques.
Frontal FMCW 80 GHzLe frontal radar 76-81 GHz est le même moteur haute fréquence utilisé dans toute notre gamme de produits. Le faisceau étroit permet au capteur de passer à travers les buses de petits réservoirs tout en conservant une surface véritablement plane malgré les échelles internes, les serpentins de chauffage, les déflecteurs d'agitateur et les plaques anti-éclaboussures.
Aucune pile de communication à prendre en chargeParce qu'il n'y a pas de protocole numérique sur la boucle, il n'y a pas de débit en bauds, pas d'interrogation, pas d'adresse de bus, pas de résistance de terminaison à craindre. Deux fils transportent à la fois l'alimentation et le signal dans un arrangement typique alimenté en boucle. La mise en service consiste à monter l'unité, à câbler la boucle, à définir les points vides et pleins sur le clavier et à s'éloigner.
LCD local avec clavier de baseUn affichage local est inclus afin qu'un opérateur puisse lire le niveau sur le navire sans monter sur un toit avec un ordinateur portable. L'écran affiche le niveau actuel, le courant de boucle et une simple barre d'écho. Il ne s'agit pas d'un affichage de diagnostic complet : il vous indique ce que vous devez savoir pour que le processus continue de fonctionner.
Option à deux fils alimentée en bouclePour la plupart des applications de réservoir de stockage, l'unité fonctionne elle-même sur la boucle 24 V, consommant moins de 30 mA. Cela signifie que vous n’avez besoin que d’une seule paire de fils entre la salle de contrôle et le réservoir. Pour les sites bruyants, une version isolée à quatre fils est disponible avec une alimentation dédiée et une séparation galvanique entre la boucle de signal et l'électronique de l'instrument.
Boîtier étanche IP65Le boîtier en aluminium est thermolaqué et étanche IP65, ce qui lui permet de tolérer un montage extérieur, les zones de lavage et les toits de silos poussiéreux. Un indice de sécurité intrinsèque (Ex ia IIC T6 Ga) est disponible pour les zones de liquides inflammables et de poussières combustibles.
Spécifications techniques
Tous les paramètres sont des configurations d'usine standard pour la mesure de niveau industrielle conventionnelle, fournissant une référence fiable pour la sélection du modèle utilisateur et la conception du projet.
| Paramètre | Spécification |
|---|---|
| Principe de fonctionnement | Radar sans contact FMCW 76-81 GHz |
| Signal de sortie | Analogique 4-20 mA, alimenté par boucle (pas de couche numérique) |
| Plage de mesure | Jusqu'à 120 m (selon l'antenne et le diélectrique moyen) |
| Précision des mesures | ±5mm |
| Angle de faisceau | ~ 3 degrés (antenne à lentille PTFE de 78 mm) |
| Tension d'alimentation | 12-36 V CC (boucle à deux fils) |
| Charge de courant de boucle | Jusqu'à 500 Ω avec une alimentation de 24 V |
| Température ambiante | -40 degrés à +80 degrés |
| Température du processus | -40 degrés à +150 degrés (objectif standard ; extension de refroidissement disponible) |
| Pression du processus | -0,1 à 2,0 MPa |
| Afficher | LCD local avec clavier à 4 boutons |
| Logement | Aluminium thermolaqué, acier inoxydable en option |
| Indice de protection | IP65 |
| Protection contre les explosions | Ex ia IIC T6 Ga (en option) |
| Connexion au processus | Bride universelle, tailles sur demande |
| Entrée électrique | M20 × 1.5 |
Installations typiques
Ce modèle s’appuie sur des boucles de niveau simples où la communication numérique n’ajoute aucune valeur mesurable :
- Stations de relevage d'eau brute, d'eau potable et d'eaux uséesoù les signaux de niveau vont directement à un contrôleur de pompe
- Réservoirs journaliers de diesel, de mazout et d'huile de lubrificationdans les stations de pompage et les salles de générateurs
- Silos à ciment, cendres volantes et grainsdans lequel un affichage local et une alimentation 4-20 mA vers un simple indicateur de bac suffisent à l'opérateur
- Réservoirs externes à toit flottant et sphères de stockage de produitsdans lequel une solution HART est spécifiée ailleurs sur la ferme mais ce réservoir particulier n'a besoin que d'un signal de niveau de base
- Coffres de pâtes et papiers, réservoirs de dosage de réactifs et bassins d'eau de refroidissementdans les usines plus anciennes qui n’ont pas encore mis à niveau leur DCS
Foire aux questions
Q : Puis-je toujours utiliser ce capteur si j’ajoute ultérieurement HART ?
R : Ce modèle spécifique n'inclut pas le modem HART. Si votre feuille de route inclut un système de gestion des actifs compatible HART, nous vous recommandons de commencer par la variante HART dès maintenant : la couche physique 4-20 mA est la même et vous évitez un deuxième changement plus tard. Si vous êtes certain de ne jamais utiliser de diagnostics numériques, la version analogique pure est le choix le moins coûteux.
Q : Jusqu'où puis-je faire passer le câble entre le capteur et l'automate ?
R : Avec une alimentation en boucle standard de 24 V et une résistance de charge typique de 250 Ω, vous pouvez faire fonctionner bien plus de 1 000 mètres de paire torsadée blindée. La résistance de boucle maximale exacte dépend de votre tension d'alimentation et de la tension de fonctionnement minimale de l'instrument. Nous fournissons un calcul simple du budget de boucle une fois que vous partagez la longueur de votre câble et la tension d'alimentation.
Q : Faut-il un isolateur de signal ou un parafoudre ?
R : Nous recommandons toujours un isolateur de boucle indépendant entre le capteur et la carte analogique PLC, en particulier sur les montages extérieurs ou les longs câbles. Il rompt les boucles de masse et protège la carte CPL en cas de surtension provoquée par la foudre. Nous fournissons des isolateurs et des dispositifs de protection contre les surtensions correspondants en tant qu'accessoires.
Q : Que se passe-t-il si ma carte d'entrée PLC est de 0 à 10 V plutôt que de 4 à 20 mA ?
R : Vous aurez besoin d'un convertisseur 4-20 mA vers 0-10 V, qui est un conditionneur de signal disponible dans le commerce à faible coût. Un nombre beaucoup plus restreint d'anciennes cartes de contrôle utilisent directement l'entrée de tension. Nous pouvons citer le conditionneur à côté de l'émetteur si vous nous indiquez votre modèle de carte.
Q : Puis-je l'étalonner sur site sans communicateur HART ?
R : Oui. Tous les étalonnages (point vide, point plein, amortissement, direction de sécurité) sont effectués à partir du clavier local et de l'écran LCD. Vous n’avez besoin d’aucun outil externe. Un technicien muni d'un multimètre et d'un mètre ruban peut le mettre en service.
Q : Quel est le comportement de sécurité si le radar perd l'écho ?
R : Vous le configurez lors de l’installation. Vous pouvez choisir de piloter la boucle à 3,8 mA (inférieur à la plage), 21 mA (au-dessus de la plage) ou de maintenir la dernière lecture valide. La plupart des boucles liées à la sécurité sont réglées sur 21 mA, de sorte que l'automate déclenche une alarme en cas de déclenchement de haut niveau.
Q : Prend-il en charge Bluetooth ou toute mise en service sans fil ?
R : Une option Bluetooth à courte portée est disponible pour la configuration initiale, après quoi la boucle transporte uniquement le courant analogique. C'est une commodité pour l'installateur : cela n'ajoute aucune communication numérique continue à la ligne 4-20 mA.
Indiquez-nous le fluide stocké, la hauteur du réservoir, la taille de la buse, le chemin de câble vers la salle de contrôle et si le site d'installation se trouve dans une zone dangereuse. Nous vous renverrons un code de modèle recommandé, une vérification du budget de la boucle et un devis d'usine dans un délai d'un jour ouvrable. Si vous remplacez un transmetteur de niveau existant sur la même buse, partagez la valeur nominale de la bride de l'ancien instrument et nous l'adapterons.
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