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模擬量4~20mA的七重“罪”
  • 更新日期:2016-08-03      瀏覽次數:2850
    •     目前,市場上一般儀器儀表的信號電流都為4-20mA,指zui小電流為4mA,zui大電流為20mA 。

          傳輸信號時候,要考慮到導線上也有電阻,如果用電壓傳輸則會在導線的產生一定的壓降,那接收端的信號就會產生一定的誤差了!所以使用電流信號作為變送器的標準傳輸!

          那么為什么選擇4-20mA而不是0-20mA呢?為了減少接線的復雜性,傳感器選擇2線要比多線簡單的多,2線既要傳輸信號,又要給傳感器供電,所以設計者從中盜竊4mA電流給傳感器放大電路供電,這樣4-20mA的標準就確定了。

          在工業現場,用一個儀表放大器來完成信號的調理并進行長線傳輸,會產生以下問題:*,由于傳輸的信號是電壓信號,傳輸線會受到噪聲的干擾;第二,傳輸線的分布電阻會產生電壓降;第三,在現場如何提供儀表放大器的工作電壓也是個問題。

          為了解決上述問題和避開相關噪聲的影響,我們用電流來傳輸信號,因為電流對噪聲并不敏感。4~20mA的電流環便是用4mA表示零信號,用20mA表示信號的滿刻度,而低于4mA高于20mA的信號用于各種故障的報警。

          現如今工控行業已經步入智能化,數字化,這樣一來,傳統的模擬量信號已經不能滿足市場和時代的需求。也阻礙了傳感器行業的發展和產品變革。互聯網時代的到來給傳感器行業帶來新的機遇和挑戰。下面讓我們一起看看模擬量信號阻礙行業發展的幾個方面。

      1.隔斷了一次表和二次表的數字通信

      現在用的一次表大多為智能變送器,本身都具備數字化通信的功能,二次儀表幾乎*都具備數字化通信功能,正因為4~20mA存在,扼殺了一次表和二次表的數字通信。

      2.4~20mA只能傳輸單參數

      數字化通信一次可傳輸多組數據,而4~20mA只能通信一個通信量,對系統造成極大的浪費。

      3.4~20mA為DCS和PLC的隔離帶來困難

      模擬量的隔離成本很高,其隔離費用甚至超過了系統報價,在市場競爭的今天這個必須的功能不得不被放棄,使系統產生了干擾、串擾等多種隱患。

      4.抗干擾能力差

      模擬量長距離傳輸,容易受到來自工業現場的各種干擾源干擾,其抗干擾能力比數字化通信低數倍。

      5.校準和維護量巨大

      因為4~20mA的D/A和A/D轉換需要現場專業的計量校準,但大部分企業都不具備這個能力,所以只好放棄了校準。

      6.現場的電纜量巨大

      每一個變送器都需要一路電纜,所以在工業現場形成寬大的橋架用于電纜的鋪設,這些工作量本來是可以通過數字化通信避免的。

      7.成本高

      模擬量的AD/DA是電路中zui高的成本甚至超過了CPU;模擬量的隔離更是超高成本;電纜及橋架及其維護量也是不小的開支。所以采用模擬量屬于高成本、低性能的“手工打造”,數字化通信屬于低成本、高性能的“批量生產”。

       

     
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