变送器选用4-20mA作为传输信号的缘由探讨 

   2024-04-15 工业品商城7
核心提示:首要考虑的便是从现场应用场景出发,确保操作安全性。在此基础上,以防止发生爆炸以及确保安全火花类型仪表能够正常运转为准则,我们致力于控制仪表能耗,尽可能地降低静态和动态工作功耗至最低水平。针对那些输出4-20mA标准信号的变送器,其电源电压通常选用24V DC,之所以选择直流电压,主要是为了避免使用大容量的电容器

    首要考虑的便是从现场应用场景出发,确保操作安全性。在此基础上,以防止发生爆炸以及确保安全火花类型仪表能够正常运转为准则,我们致力于控制仪表能耗,尽可能地降低静态和动态工作功耗至最低水平。针对那些输出4-20mA标准信号的变送器,其电源电压通常选用24V DC,之所以选择直流电压,主要是为了避免使用大容量的电容器,因为在防爆环境下,仪表的滤波电容若超过50μF便会存在潜在风险。因此,我们仅需使用较小的电容器和电感器,同时也需要关注变送器与控制室仪表间连接导线的分布电容和电感。例如,2mm2的导线其分布电容约为0.05μF/km左右;而对于单线来说,其电感约为0.4mH/km左右。这些数值远远低于引爆氢气所需的数值,无疑对防爆具有极大的优势。

    其次,相较于电压源,电流源更适合用于信号传输。这是因为当现场与控制室之间的距离较远且连接电线的电阻较大时,如果采用电压源进行信号远传,由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压作用,将会导致较大的误差。然而,如果采用电流源信号进行远传,只要传送回路中不出现分支,回路中的电流便不会因电线长度的变化而改变,从而保障了传送的精确度。

    再次,选择信号最大电流为20mA的原因在于,这是基于安全、实用性、功耗以及成本等多个方面的综合考量。安全火花仪表只能采用低电压、低电流,4-20mA电流和24VDC对易燃气体氢气而言是相对安全的。值得注意的是,对于24VDC的氢气,其引爆电流高达20OmA,远高于20mA。另外,还需结合生产现场仪表之间的连接距离、所带负载等多种因素进行综合考虑;同时,也要考虑到功耗以及成本问题,包括对电子元件的需求、供电功率的要求等等。

    最后,信号起点电流选择4mA的原因在于,大多数输出为4-20mA的变送器均采用两线制设计,即将电源与负载串联在一起,形成有限的公共节点。在这种情况下,现场变送器与控制室仪表之间的信号联络以及供电仅需通过两根电线即可实现。那么,为何起点信号并非0mA呢?这主要源于两个方面的考虑:第一,变送器电路若无静态工作电流将无法正常运行,因此,信号起点电流4mADC便成为了变送器的静态工作电流。第二,仪表电气零点设定为4mADC,并不与机械零点完全重合,这种“活零点”有助于识别断电、断线等故障。


 
 
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