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模拟量4~20mA的七重“罪”
  • 发布日期:2016-08-03      浏览次数:1390
    •     目前,市场上一般仪器仪表的信号电流都为4-20mA,指zui小电流为4mA,zui大电流为20mA 。

          传输信号时候,要考虑到导线上也有电阻,如果用电压传输则会在导线的产生一定的压降,那接收端的信号就会产生一定的误差了!所以使用电流信号作为变送器的标准传输!

          那么为什么选择4-20mA而不是0-20mA呢?为了减少接线的复杂性,传感器选择2线要比多线简单的多,2线既要传输信号,又要给传感器供电,所以设计者从中盗窃4mA电流给传感器放大电路供电,这样4-20mA的标准就确定了。

          在工业现场,用一个仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输,会产生以下问题:*,由于传输的信号是电压信号,传输线会受到噪声的干扰;第二,传输线的分布电阻会产生电压降;第三,在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。

          为了解决上述问题和避开相关噪声的影响,我们用电流来传输信号,因为电流对噪声并不敏感。4~20mA的电流环便是用4mA表示零信号,用20mA表示信号的满刻度,而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。

          现如今工控行业已经步入智能化,数字化,这样一来,传统的模拟量信号已经不能满足市场和时代的需求。也阻碍了传感器行业的发展和产品变革。互联网时代的到来给传感器行业带来新的机遇和挑战。下面让我们一起看看模拟量信号阻碍行业发展的几个方面。

      1.隔断了一次表和二次表的数字通信

      现在用的一次表大多为智能变送器,本身都具备数字化通信的功能,二次仪表几乎100%都具备数字化通信功能,正因为4~20mA存在,扼杀了一次表和二次表的数字通信。

      2.4~20mA只能传输单参数

      数字化通信一次可传输多组数据,而4~20mA只能通信一个通信量,对系统造成极大的浪费。

      3.4~20mA为DCS和PLC的隔离带来困难

      模拟量的隔离成本很高,其隔离费用甚至超过了系统报价,在市场竞争的今天这个必须的功能不得不被放弃,使系统产生了干扰、串扰等多种隐患。

      4.抗干扰能力差

      模拟量长距离传输,容易受到来自工业现场的各种干扰源干扰,其抗干扰能力比数字化通信低数倍。

      5.校准和维护量巨大

      因为4~20mA的D/A和A/D转换需要现场专业的计量校准,但大部分企业都不具备这个能力,所以只好放弃了校准。

      6.现场的电缆量巨大

      每一个变送器都需要一路电缆,所以在工业现场形成宽大的桥架用于电缆的铺设,这些工作量本来是可以通过数字化通信避免的。

      7.成本高

      模拟量的AD/DA是电路中zui高的成本甚至超过了CPU;模拟量的隔离更是超高成本;电缆及桥架及其维护量也是不小的开支。所以采用模拟量属于高成本、低性能的“手工打造”,数字化通信属于低成本、高性能的“批量生产”。

       

     
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