Qué significa 4–20 mA y por qué no empieza en cero
4–20 mA es la señal más usada en instrumentación industrial. Un transmisor de presión, de nivel o de temperatura convierte lo que mide en una corriente: 4 mA es el 0 % de su escala y 20 mA el 100 %. El PLC mide esa corriente y la vuelve a convertir en bares, metros o grados.
Por qué corriente y no tensión
En un lazo, la misma corriente pasa por todos los elementos en serie. Por eso no le afectan la longitud del cable ni la resistencia de los bornes, que sí harían caer una señal de tensión. Además, una corriente resiste mejor el ruido eléctrico de los motores y los variadores que hay alrededor.
Por qué empieza en 4 mA y no en 0
- Para detectar averías. Si la escala empezara en 0 mA, un cable cortado parecería un valor de cero. Con el «cero vivo» en 4 mA, 0 mA es una avería, no una medida.
- Para alimentar el transmisor. En los transmisores a dos hilos, la propia señal alimenta su electrónica: con menos de unos 4 mA no podrían funcionar.
La recomendación NAMUR NE 43 fija los márgenes que usan muchos equipos: entre 3,8 y 20,5 mA es una medida válida (aunque esté algo fuera de escala), y por debajo de 3,6 mA o por encima de 21 mA indica un fallo.
Pruébalo
Escribe la escala de tu transmisor y la corriente que mides, o el valor del proceso para saber qué corriente debería dar:
valor = inicio + (I − 4) / 16 × (final − inicio)
Dos hilos y cuatro hilos
- Dos hilos: el transmisor no tiene alimentación propia. La fuente de 24 V, el transmisor y la entrada del PLC van en serie, en un solo lazo. Es lo más habitual.
- Cuatro hilos: el transmisor se alimenta aparte (por ejemplo a 230 V o a 24 V) y genera la corriente por otros dos hilos. Se usa en equipos que consumen más, como algunos caudalímetros o analizadores.
En un lazo a dos hilos hay un límite de resistencia: la fuente tiene que dar tensión suficiente para el transmisor más la caída en la entrada y en el cable. Por ejemplo, con 24 V y un transmisor que necesita 12 V, la carga máxima es (24 − 12) / 0,02 = 600 Ω.
Cómo se mide
- Abriendo el lazo y metiendo el multímetro en serie, en la escala de mA.
- Con una pinza de miliamperios, sin abrir nada.
- Midiendo la tensión sobre una resistencia conocida: con 250 Ω, 4–20 mA se convierten en 1–5 V.
Si el PLC es un Siemens S7-1200 o S7-1500, la tarjeta convierte los 4–20 mA en un número de 0 a 27648: el escalado analógico de Siemens explica cómo pasarlo a unidades reales.
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