Van tuyến tính 4 20mA là gì

Điều gì khiến van tuyến tính 4 20mA được tin dùng trong những hệ thống dây tín hiệu dài hàng trăm mét? Không phải vì van ‘mạnh’, mà vì ít bị sai lệch khi truyền xa, nghe đơn giản, nhưng bên trong là cả một logic điều khiển rất thông minh. Hãy cùng tìm hiểu nhé!

1. Van tuyến tính 4 20mA là gì

Van tuyến tính 4 20mA hay van điện tuyến tính là dòng van điều khiển điện có khả năng điều tiết liên tục theo hành trình mở, phản hồi chính xác theo tỉ lệ tín hiệu dòng điện chuẩn 4 ~ 20mA (miliAmpe) từ bộ điều khiển trung tâm như PLC, SCADA hoặc các thiết bị điều khiển chuyên dụng. Nhờ cơ chế phản hồi tuyến tính, van giúp kiểm soát mượt và ổn định các tham số vận hành trong hệ thống. Trong đó:

• 4mA tương ứng với điểm bắt đầu hành trình (thường là đóng hoàn toàn)
• 20mA là điểm kết thúc hành trình (thường là mở tối đa)

2. Tại sao van tuyến tính 4 20mA lại phổ biến

Van điện tuyến tính 4 20mA có mặt phổ biến trong các hệ thống tự động hóa hiện đại nhờ các ưu điểm sau:

• Khả năng truyền xa vượt trội: Van tuyến tính 4 20mA duy trì độ ổn định khi đi dây dài, đạt khoảng cách ≈500m tốt hơn nhiều so với 0–10V (dễ sụt áp và nhiễu khi khoảng cách xa)
• Biên độ 20mA đủ rộng: Đại diện cho điểm cuối hành trình (mở 100%), cho phép điều khiển mịn, độ lặp cao và khai thác trọn hiệu suất van theo thiết kế
• Chuẩn thay thế hiệu quả cho 0–20mA/0–10V: Cường độ dòn điện lớn hơn 4mA, giúp phân biệt trạng thái làm việc với trạng thái lỗi, tăng độ tin cậy so với chuẩn 0–20mA (khó nhận biết đứt dây)
• Chống nhiễu tốt trong môi trường công nghiệp: Tín hiệu dòng ít bị ảnh hưởng bởi từ trường, biến thiên điện áp hay tín hiệu điều khiển khác khi đi chung máng cáp
• Tương thích hệ điều khiển & truyền động: Kết nối trực tiếp và đồng bộ với PLC, SCADA, actuator tuyến tính, cảm biến đo lưu lượng/áp suất, giúp thiết kế, vận hành, bảo trì thống nhất chuẩn
• Hỗ trợ chẩn đoán tín hiệu: Dễ kiểm tra sai lệch tín hiệu, phát hiện lỗi đường dây, hiệu chuẩn nhanh mà không cần thiết bị chuyển đổi phức tạp

3. Nguyên lý hoạt động của van tuyến tính 4 20mA

Van tuyến tính 4 20mA hoạt động dựa trên cơ chế điều khiển hành trình mở của van tỉ lệ thuận với tín hiệu dòng điện 4 20mA được gửi từ bộ điều khiển. Tín hiệu này được actuator giải mã và chuyển thành chuyển động cơ học chính xác để điều tiết dòng lưu chất theo yêu cầu hệ thống. Quá trình hoạt động diễn ra như sau:

• Nhận tín hiệu điều khiển: Bộ điều khiển (PLC/SCADA/controller) gửi tín hiệu 4 ~ 20mA về van điện tuyến tính
• Giải mã tín hiệu: Van tuyến tính 4 20mA chuyển đổi cường độ dòng điện thành vị trí hành trình theo tỉ lệ tuyến tính (dòng điện càng cao, hành trình càng lớn)
• Chuyển động truyền động: Motor điện tuyến tính hoặc cơ cấu điện trong actuator tạo chuyển động xoay hoặc tịnh tiến lên trục/đĩa/bi van
• Điều tiết theo hành trình: Van không đóng/mở tức thì 100% như van điều khiển on off, mà dừng ở vị trí tương ứng (ví dụ 12mA ≈ 50 ~ 60% hành trình tùy hiệu chuẩn)
• Phản hồi về hệ điều khiển: Nhiều dòng actuator tuyến tính trả lại tín hiệu vị trí (feedback) giúp hệ thống giám sát độ mở thực tế và sai lệch hành trình
• Ưu thế chuẩn 4mA thay vì 0mA: Hệ thống dễ nhận biết lỗi đứt dây hoặc mất tín hiệu vì giá trị thấp nhất trong dải hoạt động luôn là 4mA, không trùng với 0mA của trạng thái lỗi

4. Chủng loại van tuyến tính 4 20mA

Dù thường được gọi là van tuyến tính 4 20mA, bản chất điều tiết hành trình van vẫn được thực thi bằng cơ cấu truyền động điện. Tín hiệu 4 20mA chỉ là chuẩn điều khiển đầu vào, còn động cơ điện trong actuator mới là thành phần quyết định độ chính xác hành trình và khả năng điều tiết của van

• Van bi điều khiển điện: Dùng actuator điện với cơ chế điều khiển hành trình theo tín hiệu 4 ~ 20mA, phù hợp kiểm soát lưu lượng trên ống cỡ vừa và nhỏ
• Van bướm điều khiển điện: Actuator điện điều khiển góc mở đĩa van theo tỉ lệ tín hiệu dòng, phổ biến trong hệ nước, khí và hệ bơm cần điều tiết mượt và nhằm tiết kiệm không lắp đặt
• Van cầu tuyến tính truyền động điện: Là cấu hình điều tiết tuyến tính chuẩn nhất, vì cơ cấu stem chuyển động tịnh tiến trực tiếp theo vòng quay motor, tối ưu cho điều khiển lưu lượng và áp suất chính xác

5. Van tuyến tính 4 20mA phù hợp với loại điện áp nào

Van tuyến tính 4 20mA không phụ thuộc trực tiếp vào điện áp điều khiển, vì 4–20mA là chuẩn tín hiệu dòng. Tuy nhiên, bộ truyền động (actuator) của van lại cần nguồn cấp điện, và nguồn này phải phù hợp với thiết kế của từng dòng actuator:

• Actuator dùng điện áp 24V DC: Phổ biến trong hệ tủ điều khiển, PLC, hệ cảm biến, tiêu thụ điện thấp, an toàn khi thao tác và ổn định khi cấp nguồn liên tục
• Actuator dùng điện áp 220V AC: Phù hợp công trình có sẵn nguồn dân dụng/công nghiệp 1 pha, không cần qua bộ chuyển nguồn, dễ triển khai ở hệ thống nước và HVAC
• Actuator dùng điện áp 380V AC: Dùng trong nhà máy có nguồn 3 pha, thường gặp ở van kích thước lớn hoặc actuator công suất cao cần lực truyền động mạnh
• Lưu ý thiết kế: Tín hiệu 4 ~ 20mA là đầu vào điều khiển, còn điện áp 24V/220V/380V là nguồn nuôi actuator, hoàn toàn tách biệt về chức năng trong mạch điều khiển

6. Địa chỉ mua van điện tuyến tính

Chọn đúng địa chỉ mua giúp đảm bảo chất lượng thiết bị và hỗ trợ kỹ thuật xuyên suốt vòng đời van. Các dòng van tuyến tính 4 20mA yêu cầu nguồn cấp phù hợp cho actuator, sẵn kho và tư vấn chuẩn tín hiệu cùng bộ truyền động. Chúng tôi là đại lý van tuyến tính 4 20mA chính hãng, hỗ trợ chọn đúng cấu hình và giao nhanh từ kho

7. Kết luận

Qua kiến thức đã chia sẻ, van tuyến tính 4 20mA là giải pháp điều khiển mượt, ổn định và đáng tin cậy trong tự động hóa, đặc biệt khi kết hợp với actuator điện phù hợp. Hiểu đúng nguyên lý và ứng dụng sẽ giúp bạn chọn van chính xác hơn, tối ưu vận hành và giảm rủi ro tín hiệu trong triển khai hệ thống. Chúc bạn luôn vững tay trong mọi thiết kế, thi công và và mọi dự án đều chạy trơn tru như đúng hành trình điều khiển của van!