找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 4003|回复: 12

什么是4-20mA控制回路?

 火.. [复制链接]
  • 打卡等级:常驻代表
  • 打卡总天数:34
  • 打卡月天数:6
  • 打卡总奖励:9027
  • 最近打卡:2025-12-17 23:15:51

2823

主题

541

回帖

2万

积分

管理员

积分
22569
发表于 2021-10-22 23:39:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
什么是4-20mA回路?它是如何工作的?


工业过程中测试回路包括传感器输入、温度压力流量等。

被测量的过程变量被转化成信号传输到回路中的其它单元,例如显示器和控制器;接着控制器根据信号对过程进行控制,例如,对阀门等执行关闭或开启的动作。

控制回路可以是模拟量的,也可以是离散量。

4-20mA控制回路的构成基础要件

● 24V电源供电

● 变送器控制4-20mA信号使其与过程变量成比例变化

● 指示器将4-20mA信号转化为相应过程变量

● 指示器或控制器I/O输入电阻250Ω分流器生成1-5V输入信号(欧姆定律:电压=电流*电阻,4-20 mA X 250 ohms = 1-5V)

控制回路中的温度变送器和压力变送器

回路中的温度变送器通常通常测量的是过程介质,如流体等的温度值。

通常情况下:

1、它们将热电偶或热电阻传感器的温度信号转换为4-20mA信号然后再输出;

2、控制器再将4-20mA反译为具体的温度值;

3、基于此温度值,控制回路给实现对过程终端控制元件的控制。

同样,控制回路中的压力变送器,通常用来测量过程介质的压力值:

1、传感器感知压力,又由变送器将信号转换为4-20mA信号;

2、控制器再将4-20mA信号反译为压力值;

3、控制器根据压力值,给阀门发送指令,控制阀门开度实现安全阀控制,确保容器不产生危险压力。


常见控制回路故障及原因

● 接线和端子的问题:坏的终端,绝缘问题,线路的腐蚀及污染等;

● 回路电源:噪音干扰、过压等问题都可能导致回路工作的不正常;

● 控制系统I/O卡件故障;

● 变送器;

● 传感器:元件的损坏、测量通道的阻塞。

回路故障排查步骤

一、 验证4-20mA信号

用串联法或用毫安电流钳表测量4-20毫安信号

1.验证电源供电

2.查找线路问题

3.查找I/O问题

4.查找有问题的接线终端

故障排查步骤:

1、测量回路中的毫安数值,如果测量到了0mA,那么继续深入排障;

2、如果控制器没有指示显示,可能是I/O输入的保险丝熔断,回路出现开路故障。


二、控制器I/O问题排障:4-20毫安回路排障(替代测试)

变送器替代测试是非常好的I/O故障分析方法,即使用测试设备输出一个标准信号来核对控制的输出。

故障排查步骤:

1.断开变送器连接,将回路校准器或过程表连接在原变送器位置;

2.设置毫安模拟,并设置范围在4-20毫安;

3.验证指示器的正确数值,在同一测试中完成对线路、电源供电和I/O的测试;

4.如果控制器没有指示显示,可能是I/O输入的保险丝熔断,回路出现开路故障。可通过测量在250Ω输入来进行验证。


三.、电源供电问题排查

使用回路校验仪或多用表,测量回路供电电压。

故障排查步骤:

1.测量电源供电,应该在近似24V。

2.如果测量结果是不确定的,就进行替代测试。

2.1 断开装置回路电源

2.2 将回路校准器或过程表的24V回路供电端连接在这个位置

2.3 如果此时问题得到解决,那么装置的回路电源可能有缺陷或者存在过载


四、线路噪声排障

线路噪声产生的原因绝缘性能差、电缆屏蔽故障、接地回路故障、临界电源供电、布线错误等。

噪声信号的捕捉和确认可以通过带万用表功能的过程多用表,或者万用表、手持式示波表等设备来查找系统中是否存在交流信号。

在正常情况下,系统中应该只有少量的mV级的交流电压存在。


回路排障工具推荐

可被测量或被模拟输出的变量
测量和输出信号所用工具
技术人员需要查验哪些信息
测量4-20mA信号
万用表,回路校准器,Fluke 773 毫安钳形表,Fluke 789 过程万用表
测得的毫安数值是否为预计的数值?
输出4-20mA信号
回路校准器,Fluke 773 毫安钳形表,Fluke 789过程万用表
I/O或者其他毫安输入设备是否正确工作?供电、布线和I/O是否正确工作?
测量24V回路电压
万用表,回路校准器,Fluke 773 毫安钳形表,Fluke789 过程万用表
完整的24V供电是否可用?是否存在缺陷和过载的情况?
提供24V回路电压供电
回路校准器,毫安钳形表,Fluke 789过程表
对固定供电仪表的替代测试,检测回路供电是否要求?
输出0-10V,1-5V电压
具备电压输出的回路校准器或特定的毫安钳形表 Fluke773
I/O或者其他电压输入设备是否正确工作?
连续性测量
万用表,过程表,多功能过程校验仪
查找短路、不良端子、电阻连接线和错误布线




工控课堂 www.gkket.com

0

主题

391

回帖

1685

积分

高级会员

积分
1685
发表于 2021-10-22 23:39:24 | 显示全部楼层
我顶,我顶,我顶顶顶
工控课堂 www.gkket.com

0

主题

114

回帖

171

积分

新手上路

积分
171
发表于 2025-11-16 17:31:47 | 显示全部楼层
赞同 + 10086,没毛病,完全没毛病
工控课堂 www.gkket.com

0

主题

85

回帖

128

积分

新手上路

积分
128
发表于 2025-11-16 17:32:01 | 显示全部楼层
楼主辛苦啦,期待下一篇分享!
工控课堂 www.gkket.com

0

主题

101

回帖

401

积分

注册会员

积分
401
发表于 2025-11-16 17:33:00 | 显示全部楼层
笑不活了,评论区比正文还精彩!
工控课堂 www.gkket.com

0

主题

100

回帖

153

积分

新手上路

积分
153
发表于 2025-11-16 17:33:02 | 显示全部楼层
蹲一波同款,有没有小伙伴推荐?
工控课堂 www.gkket.com

0

主题

96

回帖

140

积分

新手上路

积分
140
发表于 2025-11-16 17:38:25 | 显示全部楼层
这评论区卧虎藏龙,个个都是人才!
工控课堂 www.gkket.com

0

主题

78

回帖

371

积分

注册会员

积分
371
发表于 2025-11-16 17:39:51 | 显示全部楼层
楼主太会说了,字字句句都在理
工控课堂 www.gkket.com

0

主题

101

回帖

428

积分

注册会员

积分
428
发表于 2025-11-16 17:44:53 | 显示全部楼层
不请自来,只为说一句:太精彩了!
工控课堂 www.gkket.com

0

主题

100

回帖

154

积分

新手上路

积分
154
发表于 2025-11-16 17:45:36 | 显示全部楼层
来凑个热闹,为楼主增加点人气!
工控课堂 www.gkket.com
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

关闭

站长推荐上一条 /1 下一条

QQ|手机版|免责声明|本站介绍|工控课堂 ( 沪ICP备20008691号-1 )

GMT+8, 2025-12-23 01:55 , Processed in 0.110238 second(s), 27 queries .

Powered by Discuz! X3.5

© 2001-2025 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表