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什么是4-20mA回路,？它是如何工作的？
工業(yè)過(guò)程中測(cè)試回路包括傳感器輸入,、溫度,、壓力、流量等,。
被測(cè)量的過(guò)程變量被轉(zhuǎn)化成信號(hào)傳輸?shù)交芈分械钠渌鼏卧?，例如顯示器和控制器；接著控制器根據(jù)信號(hào)對(duì)過(guò)程進(jìn)行控制,，例如,，對(duì)閥門(mén)等執(zhí)行關(guān)閉或開(kāi)啟的動(dòng)作。
控制回路可以是模擬量的,，也可以是離散量,。
4-20mA控制回路的構(gòu)成基礎(chǔ)要件
● 24V電源供電
● 變送器控制4-20mA信號(hào)使其與過(guò)程變量成比例變化
● 指示器將4-20mA信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)過(guò)程變量
● 指示器或控制器I/O輸入電阻250Ω分流器生成1-5V輸入信號(hào)（歐姆定律：電壓=電流*電阻，4-20 mA X 250 ohms = 1-5V）
控制回路中的溫度變送器和壓力變送器
回路中的溫度變送器通常通常測(cè)量的是過(guò)程介質(zhì),，如流體等的溫度值,。
通常情況下：
1、它們將熱電偶或熱電阻傳感器的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為4-20mA信號(hào)然后再輸出,；
2,、控制器再將4-20mA反譯為具體的溫度值；
3,、基于此溫度值,，控制回路給實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程終端控制元件的控制,。
同樣，控制回路中的壓力變送器,，通常用來(lái)測(cè)量過(guò)程介質(zhì)的壓力值：
1,、傳感器感知壓力，又由變送器將信號(hào)轉(zhuǎn)換為4-20mA信號(hào),；
2,、控制器再將4-20mA信號(hào)反譯為壓力值；
3,、控制器根據(jù)壓力值,，給閥門(mén)發(fā)送指令，控制閥門(mén)開(kāi)度實(shí)現(xiàn)安全閥控制,，確保容器不產(chǎn)生危險(xiǎn)壓力,。
常見(jiàn)控制回路故障及原因
● 接線和端子的問(wèn)題：壞的終端，絕緣問(wèn)題,，線路的腐蝕及污染等,；
● 回路電源：噪音干擾、過(guò)壓等問(wèn)題都可能導(dǎo)致回路工作的不正常,；
● 控制系統(tǒng)I/O卡件故障,；
● 變送器；
● 傳感器：元件的損壞,、測(cè)量通道的阻塞,。
回路故障排查步驟
一、 驗(yàn)證4-20mA信號(hào)
用串聯(lián)法或用毫安電流鉗表測(cè)量4-20毫安信號(hào)
1.驗(yàn)證電源供電
2.查找線路問(wèn)題
3.查找I/O問(wèn)題
4.查找有問(wèn)題的接線終端
故障排查步驟：
1,、測(cè)量回路中的毫安數(shù)值,，如果測(cè)量到了0mA，那么繼續(xù)深入排障,；
2,、如果控制器沒(méi)有指示顯示，可能是I/O輸入的保險(xiǎn)絲熔斷,，回路出現(xiàn)開(kāi)路故障,。
二、控制器I/O問(wèn)題排障：4-20毫安回路排障(替代測(cè)試)
變送器替代測(cè)試是非常好的I/*分析方法,，即使用測(cè)試設(shè)備輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)來(lái)核對(duì)控制的輸出,。
故障排查步驟：
1.斷開(kāi)變送器連接，將回路校準(zhǔn)器或過(guò)程表連接在原變送器位置,；
2.設(shè)置毫安模擬,，并設(shè)置范圍在4-20毫安；
3.驗(yàn)證指示器的正確數(shù)值,，在同一測(cè)試中完成對(duì)線路,、電源供電和I/O的測(cè)試,；
4.如果控制器沒(méi)有指示顯示，可能是I/O輸入的保險(xiǎn)絲熔斷,，回路出現(xiàn)開(kāi)路故障,。可通過(guò)測(cè)量在250Ω輸入來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證,。
三.,、電源供電問(wèn)題排查
使用回路校驗(yàn)儀或多用表，測(cè)量回路供電電壓,。
故障排查步驟：
1.測(cè)量電源供電,，應(yīng)該在近似24V。
2.如果測(cè)量結(jié)果是不確定的,，就進(jìn)行替代測(cè)試,。
2.1 斷開(kāi)裝置回路電源
2.2 將回路校準(zhǔn)器或過(guò)程表的24V回路供電端連接在這個(gè)位置
2.3 如果此時(shí)問(wèn)題得到解決，那么裝置的回路電源可能有缺陷或者存在過(guò)載
四,、線路噪聲排障
線路噪聲產(chǎn)生的原因絕緣性能差,、電纜屏蔽故障、接地回路故障,、臨界電源供電,、布線錯(cuò)誤等。
噪聲信號(hào)的捕捉和確認(rèn)可以通過(guò)帶萬(wàn)用表功能的過(guò)程多用表,，或者萬(wàn)用表、手持式示波表等設(shè)備來(lái)查找系統(tǒng)中是否存在交流信號(hào),。
在正常情況下,，系統(tǒng)中應(yīng)該只有少量的mV級(jí)的交流電壓存在。
回路排障工具推薦
可被測(cè)量或被模擬輸出的變量 | 測(cè)量和輸出信號(hào)所用工具 | 技術(shù)人員需要查驗(yàn)?zāi)男┬畔?/span> |
|---|---|---|
測(cè)量4-20mA信號(hào) | 萬(wàn)用表,，回路校準(zhǔn)器,，F(xiàn)luke 773 毫安鉗形表，F(xiàn)luke 789 過(guò)程萬(wàn)用表 | 測(cè)得的毫安數(shù)值是否為預(yù)計(jì)的數(shù)值,？ |
輸出4-20mA信號(hào) | 回路校準(zhǔn)器,，F(xiàn)luke 773 毫安鉗形表，F(xiàn)luke 789過(guò)程萬(wàn)用表 | I/O或者其他毫安輸入設(shè)備是否正確工作,？供電,、布線和I/O是否正確工作？ |
測(cè)量24V回路電壓 | 萬(wàn)用表,，回路校準(zhǔn)器,，F(xiàn)luke 773 毫安鉗形表，F(xiàn)luke789 過(guò)程萬(wàn)用表 | 完整的24V供電是否可用,？是否存在缺陷和過(guò)載的情況,？ |
提供24V回路電壓供電 | 回路校準(zhǔn)器,，毫安鉗形表，F(xiàn)luke 789過(guò)程表 | 對(duì)固定供電儀表的替代測(cè)試,，檢測(cè)回路供電是否要求,？ |
輸出0-10V，1-5V電壓 | 具備電壓輸出的回路校準(zhǔn)器或特定的毫安鉗形表 Fluke773 | I/O或者其他電壓輸入設(shè)備是否正確工作,？ |
連續(xù)性測(cè)量 | 萬(wàn)用表,，過(guò)程表，多功能過(guò)程校驗(yàn)儀 | 查找短路,、不良端子,、電阻連接線和錯(cuò)誤布線 |
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