您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
產(chǎn)品分類品牌分類
暫無信息 |
4-20mA和RS485的應用
4-20mA和RS485的區(qū)別
RS485是通訊接口，4-20mA是模擬量輸出,。
儀表輸出信號為什么選擇4-20mA電流的原因,？變送器的傳統(tǒng)輸出直流電信號有0-5V、0-10V,、1-5V,、0-20mA、4-20mA等,，目前廣泛采用的是用4~20mA電流來傳輸模擬量,。工業(yè)上廣泛采用的是用4~20mA電流來傳輸模擬量。采用電流信號的原因是不容易受干擾,。并且電流源內(nèi)阻無窮大,，導線電阻串聯(lián)在回路中不影響精度，在普通雙絞線上可以傳輸數(shù)百米,。
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是以引燃瓦斯,。下限沒有取0mA的原因是為了能檢測斷線：正常工作時不會低于4mA，當傳輸線因故障斷路,，環(huán)路電流降為0,。常取2mA作為斷線報警值。電流型變送器將物理量轉(zhuǎn)換成4~20mA電流輸出,，必然要有外電源為其供電,。典型的是變送器需要兩根電源線,，加上兩根電流輸出線,，總共要接4根線，稱之為四線制變送器,。當然,，電流輸出可以與電源公用根線(公用VCC或者GND)，可節(jié)省一根線,，稱之為三線制變送器,。其實4-20mA電流本身就可以為變送器供電。變送器在電路中相當于一個特殊的負載,，特殊之處在于變送器的耗電電流在4~20mA之間根據(jù)傳感器輸出而變化,，顯示儀表只需要串在電路中即可。這種變送器只需外接2根線,，因而被稱為兩線制變送器,。工業(yè)電流環(huán)標準下限為4mA，因此只要在量程范圍內(nèi),，變送器至少有4mA供電,。這使得兩線制傳感器的設(shè)計成為可能。在工業(yè)應用中，測量點一般在現(xiàn)場,，而顯示設(shè)備或者控制設(shè)備一般都在控制室或控制柜上,。兩者之間距離可能數(shù)十至數(shù)百米。按一百米距離計算,，省去2根導線意味著成本降低近百元,。因此在實際使用中兩線制傳感器得到越來越多的應用。
儀表輸出信號為什么選擇4-20mA電流的原因：遠傳信號用電流源優(yōu)于電壓源的原因：因為現(xiàn)場與控制室之間的距離較遠,，連接電線的電阻較大時,，如果用電壓源信號遠傳，由于電線電阻與接收儀表輸入電阻的分壓,，將產(chǎn)生較大的誤差,，而用恒電流源信號作為遠傳，只要傳送回路不出現(xiàn)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。
信號大電流選擇20mA的原因：大電流20mA的選擇是基于：安全,、實用,、功耗、成本的考慮,。安全火花儀表只能采用低電低電流綜合考慮生產(chǎn)現(xiàn)場儀表之間的連接距離,，所帶負載等因素；還有就是功耗及成本問題,，對電子元件的要求,，供電功率的要求等因素。信號起點電流選擇4mA的原因：4-20mA變送器兩線制的居多,，兩線制即電源,、負載串聯(lián)在一起，有一公共點,，而現(xiàn)場變送器與控制室儀表之間的信號聯(lián)絡及供電僅用兩根電線為什么起點信號不是0mA,？這是基于兩點：1.變送器電路沒有靜態(tài)工作電流將無法工作，信號起點電流4mA.DC就是變送器的靜態(tài)工作電流,。2.同時儀表電氣零點為4mA.DC,，不與機械零點重合，這種“活零點”有利于識別斷電和斷線等故障,。
什么是4-20mA,？一般儀器儀表的信號電流都為4-20mA，指小電流為4mA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(chǎn)生一定的壓降，那接收端的信號就會產(chǎn)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,！雙絞線特抗是50歐姆左右，相隔1cm寬的0.2平方毫米的導線特性阻抗300歐姆左右,，所以負載電阻選擇50-300歐姆比較理想,，為了AD轉(zhuǎn)換方便，負載電阻上的信號大量程值一般5-10V比較合適,，那么權(quán)衡所有,，負載電阻250歐姆，電流20mA,，負載壓降5V比較滿意,。
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(shè)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。RS485：智能儀表是隨著80年代初單片機技術(shù)的成熟而發(fā)展起來的,，現(xiàn)在世界儀表市場基本被智能儀表所壟斷,。究其原因就是企業(yè)信息化的需要，企業(yè)在儀表選型時其中的一個必要條件就是要具有聯(lián)網(wǎng)通信接口,。初是數(shù)據(jù)模擬信號輸出簡單過程量也就是4-20mA,，后來儀表接口是RS232接口，這種接口可以實現(xiàn)點對點的通信方式,，但這種方式不能實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能,。隨后出現(xiàn)的R5485解決了這個問題,。下面我們就簡單介紹RS485,。
RS485采用差分信號負邏輯，+2V~+6V表示“0”,，-6V~2V表示“1”RS485有兩線制和四線制兩種接線,，四線制只能實現(xiàn)點對點的通信方式，現(xiàn)很少采用,，現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式,，這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)在同一總線上多可以掛接32個結(jié)點。
在RS485通信網(wǎng)絡中一般采用的是主從通信方式,，即一個主機帶多個從機很多情況下,，連接RS485通信電路時只需簡單地用一對雙絞線將各個接口的“A”、“B”端連接起來。
在使用RS485接口時,，對于特定的傳輸線路,，從RS485接口到負載其數(shù)據(jù)信號傳輸所允許的大電纜長度與信號傳輸?shù)牟ㄌ芈食煞幢龋@個長度數(shù)據(jù)主要是受信號失真及噪聲等影響所影響,。理論上RS485的長傳輸距離能達到1200米,，但在實際應用中傳輸?shù)木嚯x要比1200米短，具體能傳輸多遠視周圍環(huán)境而定,。在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法對信號進行放大,，多可以加八個中繼，也就是說理論上RS485的大傳輸距離可以達到9.6公理,。如果真需要長距離傳輸,，可以采用光纖為傳播介質(zhì)，收發(fā)兩端各加一個光電轉(zhuǎn)換器,，多模光纖的傳輸距離是5~10公里,，而采用單模光纖可達50公里的傳播距離。
賽弗美氣體檢測報警變送器,，采用進口傳感器芯片,，*的16位ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換信號采集技術(shù)，可選4-20mA,、RS485,、HART協(xié)議信號輸出，也可根據(jù)配套需要通過4-20mA信號遠傳至DCS/GDS等,，實現(xiàn)整體自動化安全聯(lián)鎖控制,。
