Токовая петля

Интерфейс «Токовая петля» («current loop») — это способ передачи информации с помощью определенных значений силы электрического тока (в отличие от большинства других интерфейсов, в которых значения определяются уровнем напряжения).

Следует разделять два вида реализации интерфейса: аналоговый и цифровой.

В аналоговом варианте токовой петли передача аналогового сигнала осуществляется по паре проводов. В датчиках исполнительных механизмов, АСУ ТП системах и т.д. кодирование информации реализуется в смещенном диапазоне токов 4…20 мА, т. е наименьшее значение сигнала (0) соответствует току 4 мА, а наибольшее значение — 20 мА. Весь диапазон допустимых значений — 16 мА. Нулевое значение тока в цепи означает обрыв линии. Ток более 20 мА — короткое замыкание линии.

В цифровом варианте, который был достаточно популярным до появления в начале 1980 годов интерфейса RS-485, используется два значения тока: 4 мА (логический 0) и 20 мА (логическая 1). Передача данных реализуется старт-стопным методом, аналогично интерфейсу RS-232.

Ранее этот интерфейс был стандартизован в РФ (СССР) как ИРПС в ОСТ 11 305.916-84, а за рубежом в стандартах IEC 62056-21 / DIN 66258.

Обобщенная схема интерфейса

Преимущества интерфейса токовой петли:

• точность не зависит от длины и сопротивления линии передачи, поскольку управляемый источник тока будет автоматически поддерживать требуемый ток в линии;
• большая дальность (до нескольких километров);
• возможность запитывать датчик непосредственно от линии передачи;
• высокая помехоустойчивость (обычно используется экранированная витая пара);
• простота реализации, отсутствие необходимости в согласовании линии;
• возможность объединения нескольких датчиков в одном интерфейсе.

Все указанные достоинства позволили этому интерфейсу успешно использоваться в системах АСУ ТП. Недостатком интерфейса «токовая петля» является низкая скорость передачи, не превышающая (в зависимости от дальности), как правило, 9 кбит/с.

Кроме того, в стандартах не определено конструктивное исполнение разъемов.

Широкое использование данного вида интерфейса в промышленности породило целую группу измерительных приборов — мультиметров-калибраторов токовой петли, которые позволяют настаивать параметры токовой петли в цеховых условиях, после прокладки линии передачи данных.