過程控制系統采用4~20mA模擬信號傳輸標準的原理

為什么過程控制系統采用4~20mA模擬信號傳輸標準

4-20mA. DC(1-5V.DC)信號制是國際電工委員會( IEC )過程控制系統采用的模擬信號傳輸標準。我國也采用這一國際標準信號制，儀表傳輸信號采用4-20mA.DC，接收信號采用1-5V.DC，即采用電流傳輸、電壓接收的信號系統。多功能電量變送器的作用。

三相電量變送器：因為工業上普遍需要測量各類非電物理量，例如溫度、壓力、速度、角度等，這些都需要轉換成模擬量電信號才能傳輸到幾百米外的控制室或顯示設備上。采用電流信號的原因是不容易受干擾，因為工業現場的噪聲電壓的幅度可能達到數V，但是噪聲的功率很弱，所以噪聲電流通常很小，因此給4-20mA傳輸帶來的誤差非常小。由于電流源的大內阻和恒流輸出，在接收端我們只需放置一個250Ω到地的電阻就可以獲得0-5V的電壓，低輸入阻抗的接收器的好處是輸入電流噪聲只產生非常微弱的電壓噪聲。上限取20mA是因為防爆的要求：20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限沒有取0mA的原因是為了能檢測斷線。

現場儀表測試的數據還需要傳輸到控制室，因為現場與控制室之間的距離較遠，連接電線的電阻較大，如果用電壓信號遠傳，優于電線電阻與接收儀表輸入電阻的分壓，將產生較大的誤差，而用恒流源信號作為遠傳，只要傳送回路不出現分支，回路中的電流就不會隨電線長短而改變，從而保證了傳送的精度。

       現場儀表轉換輸出的4~20mA標準模擬量信號，會傳輸到PLC控制器或者DSC控制系統，從而確保工業基礎設施自動化運行、過程控制與監控。對于接入的模擬量信號的PLC控制器或者DSC控制系統，也需要定期檢定，以確保在接收到現場儀表信號時，在控制室能夠正確獲取現場數據從而實現精確控制。這時候就需要用到過程信號校準儀。
應用領域：發電、化工、冶金、石化、軌道交通、造紙、水處理、食品和汽車生產等工藝過程。