Bucle de corriente

Según la fuente de corriente del circuito, los dispositivos pueden clasificarse como activos (que suministran o generan energía) o pasivos (que dependen o consumen energía del circuito). Por ejemplo, un registrador gráfico puede proporcionar energía del circuito a un transmisor de presión. El transmisor de presión modula la corriente del circuito para enviar la señal al registrador gráfico, pero no suministra energía al circuito por sí mismo, por lo que es pasivo. Otro circuito puede contener dos registradores gráficos pasivos, un transmisor de presión pasivo y una  batería de 24 V (la batería es el dispositivo activo). Cabe destacar que un instrumento de cuatro hilos tiene una entrada de alimentación independiente del circuito de corriente.

Las pantallas de montaje en panel y los registradores gráficos se denominan comúnmente "dispositivos indicadores" o "monitores de proceso". Se pueden conectar varios dispositivos indicadores pasivos en serie, pero un circuito debe tener un único transmisor y una única fuente de alimentación (dispositivo activo).

La  convención de 4-20 mA surgió en la década de 1950 a partir del exitoso  estándar anterior de señal de control neumático de 3-15 psi, cuando la electrónica se volvió lo suficientemente económica y confiable como para emular eléctricamente el estándar anterior. El  estándar de 3-15 psi tenía las mismas características, como la capacidad de alimentar algunos dispositivos remotos y contar con un cero activo. Sin embargo, el estándar de 4-20  mA se adaptaba mejor a los controladores electrónicos que se estaban desarrollando en ese momento.

La transición fue gradual y se ha extendido hasta el siglo XXI, debido a la enorme base instalada de  dispositivos de 3 a 15 psi. Dado que el funcionamiento de las válvulas neumáticas ofrece numerosas ventajas en cuanto a coste y fiabilidad frente a las válvulas motorizadas, la actuación neumática sigue siendo un estándar industrial. Para permitir la construcción de sistemas híbridos, donde  el controlador genera la señal de 4 a 20 mA, pero permite el uso de válvulas neumáticas, los fabricantes ofrecen una gama de convertidores de corriente a presión (I a P). Estos convertidores suelen estar ubicados junto a la válvula de control y transforman la señal de 4 a 20  mA en una de 3 a 15  psi (o de 0,2 a 1,0  bar). Esta señal se envía al actuador de la válvula o, más comúnmente, a un posicionador neumático. El posicionador es un controlador específico con un acoplamiento mecánico al movimiento del actuador. Esto garantiza que se superen los problemas de fricción y que el elemento de control de la válvula se desplace a la posición deseada. Además, permite el uso de presiones de aire más altas para la actuación de la válvula.

Con el desarrollo de microprocesadores industriales económicos, los posicionadores de válvulas "inteligentes" están disponibles desde mediados de la década de 1980 y son muy populares para nuevas instalaciones. Estos incluyen un convertidor I a P, además de monitoreo de la posición y el estado de la válvula . Esta última información se retroalimenta al controlador a través del bucle de corriente, utilizando protocolos como HART .

Los circuitos de bucle de corriente son una posible forma de controlar estaciones base de radio en sitios remotos. La industria de la radio bidireccional denomina a este tipo de control remoto "control remoto de CC" . Este nombre proviene de la necesidad de continuidad del circuito de CC entre el punto de control y la estación base de radio . Un control remoto de bucle de corriente ahorra el costo de pares de cables adicionales entre el punto de operación y el transceptor de radio. Algunos equipos, como la estación base Motorola MSF-5000, utilizan corrientes inferiores a 4  mA para ciertas funciones. Un tipo alternativo, el control remoto por tono , es más complejo, pero solo requiere una ruta de audio entre el punto de control y la estación base. ^{[ 2 ]}

Por ejemplo, una central de despacho de taxis podría estar ubicada físicamente en la azotea de un edificio de ocho pisos. La oficina de la compañía de taxis podría estar en el sótano de otro edificio cercano. La oficina contaría con una unidad de control remoto que operaría la central de la compañía de taxis a través de un circuito de bucle de corriente. El circuito normalmente se realizaría mediante una línea telefónica o un cableado similar. Las corrientes para las funciones de control provienen de la consola de control remoto en el extremo de la central de despacho del circuito. En el uso de radio bidireccional, un circuito inactivo normalmente no tendría corriente.

En el uso de radios bidireccionales , los fabricantes utilizan diferentes corrientes para funciones específicas. Se cambian las polaridades para obtener más funciones posibles en un solo circuito. Por ejemplo, imaginemos un posible esquema en el que la presencia de estas corrientes provoque un cambio de estado en la estación base:

• No hay corriente significa recibir en el canal 1 (el predeterminado).
• +6 mA podría significar transmitir en el canal 1 .
• Una corriente de -6 mA podría significar permanecer en modo de recepción, pero cambiar al canal 2. Mientras la  corriente de -6 mA estuviera presente, la estación base remota continuaría recibiendo en el canal 2.
• -12 mA podrían ordenar a la estación base que transmita en el canal 2 .

Este circuito es sensible a la polaridad. Si un técnico de la compañía telefónica invirtiera accidentalmente los conductores al seleccionar el canal 2, el transmisor quedaría encendido.

Cada nivel de corriente podía cerrar un conjunto de contactos o activar lógica de estado sólido en el otro extremo del circuito. El cierre de dichos contactos provocaba un cambio de estado en el dispositivo controlado. Algunos equipos de control remoto podían tener opciones configuradas para permitir la compatibilidad entre fabricantes. Es decir, una estación base configurada para transmitir con una  corriente de +18 mA podía modificar sus opciones para que transmitiera con una corriente de +6  mA.

En el uso de radio bidireccional, también había señales de corriente alterna (CA) en el par de circuitos. Si la estación base estaba inactiva, el audio de recepción se enviaba a través de la línea desde la estación base a la central de despacho. En presencia de una señal de transmisión, la consola de control remoto enviaba audio para su transmisión. La voz del usuario en la central de despacho se modulaba y se superponía a la corriente continua (CC) que activaba el transmisor.