plc培训-4到20mA的标准模拟信号源 　　

一、plc培训-对于远程信号，电流源优于电压源的原因

由于场景与控制室之间的距离，连接的导线电阻比较大，如果采用电压源信号远程传输，由于导线电阻和接收输入电阻偏压计，会产生较大的误差，而用恒流源信号远为一，只要传输电路不是支路，电路中的电流就不会根据导线的长度而变化，从而保证了传输的精度。

在工业中，通常需要测量各种非电物理量，如温度、压力、速度、角度等，这些量需要转换为模拟电信号，然后才能传输到数百米以外的控制室或显示设备。这种将物理量转换为电信号的设备称为发射器。工业上应用较广泛的是使用4~20mA电流传输模拟信号。

4-20mA表示较小电流为4mA，较大的电流为20mA。

在工业领域，当信号调节和长线路传输完成时，将出现以下问题：

首先，由于传输信号是电压信号，传输线将受到噪声干扰;

其次，传输线的分布电阻将产生电压降;

第三，如何在现场提供仪表放大器的工作电压也是一个问题。

为了解决上述问题并避免相关噪声的影响，我们将使用电流传输信号，因为电流对噪声不敏感。4-20mA电流回路使用4mA表示零信号，20mA表示信号的满量程，低于4mA和高于20mA的信号用于各种故障报警。

许多朋友会问：为什么选择4-20mA而不是0-20mA?非常简单，如果0是mix，则无法检测到断路故障!

那么，为什么是4mA?在正常运行期间，电流信号将不低于4mA。当输电线路因故障断开时，回路电流降至0.2mA，通常作为断开的报警值。有两个原因。一个原因是为了避免干扰。另一个原因是双线系统在4-20mA下使用，也就是说，两根线是信号线和电源线。4mA用于为传感器提供电路的静态工作电流。

二、 plc培训-选择20mA作为较大信号电流的原因

较大电流20mA的选择基于安全性、实用性、功耗和成本的考虑。安全火花仪只能使用低电压和低电流。20mA电流通断产生的火花能量不足以点燃气体，非常安全;综合考虑生产现场仪表连接距离、负荷等因素;还有一些因素，如功耗和成本、对电子元件的要求以及对电源的要求。

三、plc培训-信号起动电流为4mA的原因

4~20mA变送器双线制居多，双线制是电源，负载串联在一起，有一个共同的点，且变送器与控制室仪表之间的信号接触与电源只用两根导线。为什么开始信号不是0mA?这基于两件事:

&&&1.发射机电路没有静态工作电流不能工作，信号启动电流4mA。直流是发射机的静态工作电流。

2. 同时，仪器的电零点为4MA。直流电，不与机械零点重合。这种“活零”有利于识别停电和断线的故障。

四、plc培训-电流信号的优点(4~20mA信号)

1.电流信号适合远距离传输，因为电流信号不受导线电阻的影响，当导线本身有电阻时，电压信号会被分割，导致测量不准确。一般情况下，4-20mA的较远传输距离控制在100m以内，建议进一步使用数字信号(485通信)

2.电流信号一般为双线制，电压信号一般为三线制。相比之下，与三线制系统相比，两线制系统节省了材料并降低了成本。

3.与复杂磁场条件相比，电流信号的抗干扰能力强于电压信号。如果存在干扰，建议用户选择4~20mA信号。

4.电流信号可以适当地超过该范围的范围并输出不准确的信号。例如，量程为1MPa、输出为4~20mA的压力变送器在超过该量程时可以输出24Ma。

根据电源的不同，电压信号略有不同。如果量程为1MPa，压力变送器输出0~10V，当电源为9V时，9V以上的信号不能输出。

五、当导线材料不同(如铜和镍)时，一般会产生磁场，在精度要求高的场合，电压信号会有误差，电流信号不会有误差。

这个4-20mA控制回路是如何工作的?

4-20mA基本要求：

24V电源

变送器控制4-20mA信号，使其与过程变量成比例变化

指示器将4-20mA信号转换为相应的过程变量

指示器或控制器输入/输出电阻250Ω分流器产生1-5V输入信号(欧姆定律：电压=电流*电阻，4-20max250欧姆=1-5V)

一般来说：

1) 它们将热电偶或热电阻传感器的温度信号转换为4-20mA信号，然后输出;

2) 然后，控制器将4-20mA转换为特定温度值;

3) 基于该温度值，控制回路实现对过程终端控制元件的控制。

类似地，控制回路中的压力变送器通常用于测量工艺介质的压力值：

1) 传感器感测压力，变送器将信号转换为4-20mA信号;

2) 然后，控制器将4-20mA信号转换回压力值;

3) 控制器根据压力值向阀门发送指令，控制阀门开度以实现安全阀控制，并确保容器不会产生危险压力。