fbpx

Dasar – Dasar Sinyal Analog 4-20 mA

Dasar-Dasar-Sinyal-Analog-4-20-mA
4-20 mA adalah standar sinyal analog, artinya arus listrik digunakan untuk merepresentasikan pengukuran atau sinyal perintah secara proporsional.

Share This Post

Share on facebook
Share on linkedin
Share on twitter
Share on email

Hallo Sahabat Kelas PLC,

Senang sekali masih bisa berjumpa dengan Sahabat Semua. Pada kesempatan kali ini Kelas PLC akan sedikit berbagi pengetahuan mengenai dasar – dasar sinyal analog atau pengertian 4-20 mA.

Pengertian 4-20 mA

Bentuk transmisi sinyal paling populer yang digunakan dalam sistem instrumentasi industri modern adalah standar DC 4 hingga 20 miliamp.

4-20 mA adalah standar sinyal analog, artinya arus listrik digunakan untuk merepresentasikan pengukuran atau sinyal perintah secara proporsional.

Biasanya, nilai arus 4 miliamp mewakili skala 0%, nilai arus 20 miliamp mewakili skala 100%, dan nilai arus di antara 4 dan 20 miliamp mewakili persentase yang sepadan di antara 0% dan 100%.

Tabel dibawah menunjukkan nilai arus dan persentase yang sesuai untuk setiap kenaikan 25% antara 0% dan 100%. Setiap teknisi instrumen yang ditugaskan untuk memaintain instrumen 4-20 mA menyimpan nilai-nilai ini ke dalam memori, karena mereka sangat sering berhubungan langsung dengan instrumen tersebut:

Nilai ArusSkala %
4 mA0 %
8 mA25 %
12 mA50 %
16 mA75 %
20 Ma100 %

Misalnya, jika kita mengkalibrasi pemancar suhu (temperature transmitter) 4-20 mA untuk rentang pengukuran 50 hingga 250 derajat C, kita dapat menghubungkan nilai suhu dan arus yang diukur pada grafik seperti dibawah ini.

Grafik-4-20-mA-Dan-Pengukuran-Suhu

Ini tidak berbeda dengan standar sinyal pneumatik 3-15 pounds per square inch (PSI), di mana sinyal tekanan udara yang bervariasi secara proporsional mewakili beberapa variabel proses.

Standar sinyal 3-15 PSI dan 4-20 mA disebut sebagai live zero karena rangenya dimulai dengan nilai bukan nol. Live zero ini memberikan cara sederhana untuk membedakan antara nilai sinyal 0% yang sah dan sinyal yang gagal (mis. Tabung bocor atau kabel rusak).

Konsep penting dengan semua instrumentasi analog adalah bahwa instrumen yang mengirim dan menerima sinyal analog harus memiliki range yang kompatibel agar dapat mewakili variabel yang diinginkan dengan tepat.

Sebagai contoh, mari kita pertimbangkan sistem pengukuran suhu yang terdiri dari termokopel, pemancar suhu, resistor 250 ohm (untuk mengubah sinyal analog 4-20 mA menjadi sinyal analog 1-5 volt), dan voltmeter khusus yang berfungsi sebagai indikator suhu:

Sinyal Analog 4-20 mA

Sinyal-Arus-Analog-4-20-mA

Coba Kita Perhatikan bahwa bagaimana output range dari setiap perangkat pengirim cocok dengan input range dari perangkat penerima yang sesuai.

Jika kita melihat sistem ini sebagai jalur informasi untuk mengalir dari ujung termokopel ke pemancar ke resistor dan akhirnya ke voltmeter / indikator, kita melihat bahwa output range analog dari setiap perangkat harus sesuai dengan input range analog perangkat berikutnya.

Korespondensi ini tidak terjadi secara otomatis, tetapi harus ditetapkan oleh teknisi instrumen yang membangun sistem. Dalam hal ini, menjadi tanggung jawab teknisi untuk menyesuaikan dengan benar range pada pemancar suhu, dan juga untuk memastikan skala pada tampilan indikator diberi label dengan benar.

Baik termokopel dan resistor adalah perangkat yang tidak dapat disesuaikan, karakteristik input / outputnya ditetapkan oleh hukum fisika.

Sinyal arus DC juga digunakan dalam sistem kontrol untuk memerintahkan pemosisian elemen kontrol akhir (final control element) , seperti control valve atau variable-speed motor drive (VFD).

Dalam kasus ini, nilai milliamp tidak secara langsung mewakili pengukuran proses, melainkan bagaimana sejauh mana elemen kontrol akhir memengaruhi proses tersebut.

Biasanya (tapi tidak selalu!), 4 miliampere memerintahkan untuk menutup valve atau motor berhenti, sementara 20 miliampere memerintahkan valve terbuka lebar atau motor berjalan dengan kecepatan penuh.

Elemen kontrol akhir sering kali dilengkapi dengan range yang dapat disesuaikan sehingga korespondensi yang akurat antara sinyal analog dan aksi kontrol yang diinginkan dapat dipastikan.

Jadi, sebagian besar sistem kontrol industri menggunakan setidaknya dua sinyal 4-20 mA yang berbeda: satu untuk mewakili variabel proses  (process variable (PV) ) dan satu lagi untuk mewakili sinyal perintah ke elemen kontrol akhir (“variabel yang dimanipulasi” atau manipulated variable (MV) ):

Proses-Control-Loop

Hubungan antara kedua sinyal ini bergantung sepenuhnya pada respon pengontrol. Tidak ada alasan untuk mengharapkan sinyal arus PV dan MV sama satu sama lain, karena keduanya mewakili variabel yang sama sekali berbeda.

Faktanya, jika controller reverse-acting, itu sepenuhnya normal untuk dua sinyal arus untuk berhubungan terbalik: ketika sinyal PV meningkat menuju controller is reverse-acting, sinyal output akan berkurang.

Jika controller ditempatkan ke mode “manual” oleh operator manusia, sinyal output tidak akan memiliki hubungan otomatis sama sekali dengan sinyal PV, alih-alih sepenuhnya ditentukan oleh operator.

Dari materi diatas kita sudah mengetahui  dasar – dasar dari sinyal analog 4-20 mA. Dan ini adalah sebuah materi fundamental yang harus sama – sama Kita pahami bersama.

Jika Sahabat memiliki pertanyaan, mari kita diskusikan pada kolom komentar dibawag.

Terimakasih sudah berkunjung dan belajar di Kelas PLC.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Subscribe To Our Newsletter

Get updates and learn from the best

Materi lainnya yang dapat sahabat pelajari

Apa-Itu-Sensor-Jarak-Prinsip-Kerja-Jenis-Dan-Aplikasnya
Belajar PLC

Sensor Jarak : Prinsip Kerja, Jenis Dan Aplikasinya

Ada banyak jenis sensor jarak seperti ultrasonik, IR, Proximity, laser, dll. Memilih jenis sensor yang tepat untuk proyek Arduino atau Raspberry PI yang Kita buat menjadi tugas yang sulit untuk di tangani.

Apakah Sahabat masih punya pertanyaan lain?