¿Qué es una señal 4-20mA y por qué se usa en la industria?
La señal 4-20mA es un estándar de comunicación analógica donde el valor de una variable de proceso (temperatura, presión, nivel, caudal, etc.) se representa como una corriente eléctrica entre 4 y 20 miliamperes.
¿Por qué 4-20mA y no 0-20mA?
El rango comienza en 4mA (no en 0mA) por razones técnicas importantes:
1. Detección de fallas:
Si el cable se corta o el transmisor falla, la corriente cae a 0mA. El sistema de control puede distinguir entre "0% de la variable" (4mA) y "falla del sensor" (0mA). Con una señal 0-20mA, sería imposible distinguir entre lectura cero y cable cortado.
2. Alimentación por lazo (2 hilos):
Los transmisores de 2 hilos se alimentan de la misma corriente que transmiten. Los 4mA mínimos garantizan suficiente energía para que el transmisor funcione incluso cuando la variable está en 0%.
3. Inmunidad al ruido:
La señal de corriente es inmune a caídas de tensión en cables largos y ruido electromagnético. Un transmisor en el campo puede estar a 500 metros del PLC y la señal llega sin degradación.
Conversión típica:
• 4mA = 0% de la escala (ej: 0°C, 0 bar, 0 m)
• 12mA = 50% de la escala
• 20mA = 100% de la escala (ej: 100°C, 10 bar, 5 m)
El generador FT420A permite simular cualquier punto de esta escala para probar sistemas sin necesidad de sensores reales.
¿Cómo se conecta el FT420A a un PLC?
La conexión depende del tipo de entrada analógica del PLC:
CASO 1: Entrada pasiva del PLC (más común)
La entrada del PLC solo recibe corriente, no la alimenta. Esta es la configuración más frecuente con el FT420A.
Conexión:
• FT420A terminal "24V" → Fuente +24Vdc
• FT420A terminal "GND" → Fuente 0V (negativo)
• FT420A terminal "OUT+" → Entrada analógica + del PLC
• FT420A terminal "OUT−" → Entrada analógica − del PLC (o COM)
CASO 2: Entrada activa del PLC (con alimentación de lazo)
Algunas entradas de PLC tienen 24Vdc integrado para alimentar transmisores de 2 hilos. En este caso, el FT420A NO debe conectarse directamente porque ambos intentarían controlar la corriente.
Solución: Usar una resistencia en serie o un generador pasivo. Alternativamente, verificar si el PLC permite deshabilitar la alimentación de lazo.
VERIFICACIÓN RÁPIDA:
Con multímetro en la entrada del PLC (sin nada conectado):
• Si mide ~24Vdc entre los terminales → entrada activa
• Si mide ~0V → entrada pasiva (usar FT420A directamente)
Consejo: Consultar el manual del PLC para confirmar el tipo de entrada. Los módulos Siemens SM331, por ejemplo, pueden configurarse como activos o pasivos mediante jumpers.
¿Qué significa "carga admisible hasta ~800Ω"?
La carga admisible es la resistencia máxima del circuito que el generador puede manejar mientras mantiene la corriente de salida estable.
¿De dónde viene ese límite?
Para que circule corriente, el generador necesita "empujar" los electrones a través de la resistencia del circuito. Cuanto mayor sea la resistencia, más tensión necesita el generador.
Cálculo simplificado (Ley de Ohm):
Tensión = Corriente × Resistencia
Con 24Vcc de alimentación y 20mA de salida máxima:
Resistencia máxima teórica = 24V ÷ 0.020A = 1200Ω
En la práctica, el generador necesita algunos volts para su circuito interno, por eso el límite real es ~800Ω (dejando margen).
¿Qué suma resistencia en el circuito?
• Resistencia de entrada del PLC: típicamente 250Ω
• Resistencia del cable: ~0.1Ω por metro (despreciable en distancias cortas)
• Resistencias adicionales en el lazo
Ejemplo práctico:
PLC con entrada de 250Ω + 100 metros de cable (~10Ω) = 260Ω total
Esto está muy por debajo de 800Ω, funciona perfectamente.
¿Qué pasa si la carga es mayor a 800Ω?
El generador no podrá mantener los 20mA. A medida que se sube la salida, en algún punto la corriente real será menor que la indicada en el display. La solución es aumentar la tensión de alimentación (hasta 30Vcc máximo) o reducir la resistencia del circuito.
¿Cómo verifico que el generador está funcionando correctamente?
Hay dos métodos simples de verificación:
MÉTODO 1: Con multímetro en modo corriente (mA)
1. Alimentar el FT420A (12-30Vcc)
2. Configurar multímetro en modo DC mA
3. Conectar en SERIE: OUT+ → multímetro (+) → multímetro (COM) → OUT−
4. Girar potenciómetro y verificar que display y multímetro coincidan
5. Probar en 4.00mA, 12.00mA y 20.00mA
MÉTODO 2: Con resistencia de 250Ω
1. Conectar resistencia 250Ω entre OUT+ y OUT−
2. Medir voltaje en paralelo con multímetro
3. Verificar valores: 4mA=1.00V / 12mA=3.00V / 20mA=5.00V
Si no coincide: Verificar alimentación 12-30Vcc, polaridad correcta, y que carga total no supere 800Ω.
¿Puedo usar el FT420A para calibrar transmisores de presión o temperatura?
No, el FT420A NO calibra transmisores.
El FT420A genera señal 4-20mA para simular la SALIDA de un transmisor, pero no puede calibrar la ENTRADA del transmisor.
Lo que SÍ hace el FT420A:
• Simular la salida de un transmisor para probar el PLC o indicador
• Verificar que el sistema de control responde correctamente a 4-20mA
• Probar cableado del lazo de corriente
• Reemplazar temporalmente un transmisor durante diagnóstico
Lo que NO hace:
• Calibrar transmisores (requiere aplicar presión o temperatura física real)
• Generar presión, temperatura u otras magnitudes físicas
Para calibrar un transmisor necesitás:
• Transmisor de presión → Bomba calibrada + manómetro patrón
• Transmisor de temperatura → Horno/baño termostático + termómetro patrón
El FT420A sirve para verificar el RECEPTOR (PLC), no el TRANSMISOR.
¿El FT420A puede simular fallas de sensor (corriente fuera de rango)?
No, el FT420A genera exclusivamente en el rango 4-20mA.
Algunos sistemas de control utilizan corrientes fuera del rango estándar para indicar condiciones especiales:
Señales NAMUR (norma industrial):
• < 3.6mA → Falla de sensor (cable cortado, sensor dañado)
• 3.6 - 3.8mA → Límite inferior de alarma
• 3.8 - 20.5mA → Rango normal de operación
• 20.5 - 21mA → Límite superior de alarma
• > 21mA → Saturación del transmisor
Para probar detección de fallas necesitás:
Simular cable cortado (0mA):
Simplemente desconectar el generador de la entrada del PLC. El PLC debería detectar "señal perdida" o "sensor abierto".
Simular corriente baja (<4mA) o alta (>20mA):
Requiere un generador con rango extendido (ej: 0-24mA) o un calibrador de procesos profesional como Fluke 705 o similar.
Consejo práctico:
Para la mayoría de aplicaciones de prueba y diagnóstico, el rango 4-20mA del FT420A es suficiente. La simulación de fallas normalmente se hace desconectando cables, no generando corrientes fuera de rango.
¿Cuál es la diferencia con un calibrador profesional como Fluke?
Los calibradores profesionales (Fluke 705, 707, 725) son equipos multiusos de precisión con características avanzadas:
Calibrador profesional:
• Rango extendido: 0-24mA (puede simular fallas)
• Alta precisión: ±0.01% a ±0.02%
• Múltiples señales: mA, voltaje, termocuplas, RTD
• Medición + generación simultánea
• Precio: USD 400-1200
FT420A (este producto):
• Rango estándar: 4-20mA
• Precisión industrial: ±0.5%
• Solo generación de corriente
• Montaje permanente en panel
• Precio: Económico (consultar)
¿Cuándo usar cada uno?
• Calibrador profesional → Laboratorios de calibración, servicio técnico móvil, necesidad de certificación
• FT420A → Banco de pruebas fijo, talleres de mantenimiento, prueba de PLC, simulación de procesos
El FT420A ofrece excelente relación costo-beneficio para aplicaciones de prueba y diagnóstico donde no se requiere la precisión ni versatilidad de un calibrador profesional.
¿Realizan envíos a toda Argentina?
Sí, realizamos envíos a todo el país mediante empresas de transporte de cargas, empresas de correo postal, mensajería, etc.
