4-20mA構(gòu)成基礎(chǔ)要件:
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24V電源供電
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變送器控制4-20mA信號使其與過程變量成比例變化
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指示器將4-20mA信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)過程變量
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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(歐姆定律:電壓=電流*電阻,4-20 mA X 250 ohms = 1-5V)
通常情況下:
1)它們將熱電偶或熱電阻傳感器的溫度信號轉(zhuǎn)換為4-20mA信號然后再輸出;
2)控制器再將4-20mA反譯為具體的溫度值;
3)基于此溫度值,控制回路給實現(xiàn)對過程終端控制元件的控制。
同樣,控制回路中的壓力變送器,通常用來測量過程介質(zhì)的壓力值:
1)傳感器感知壓力,又由變送器將信號轉(zhuǎn)換為4-20mA信號;
2)控制器再將4-20mA信號反譯為壓力值;
3)控制器根據(jù)壓力值,給閥門發(fā)送指令,控制閥門開度實現(xiàn)**閥控制,確保容器不產(chǎn)生危險壓力。

常見故障、原因與排查步驟
1. 驗證4-20mA信號
用串聯(lián)法或用毫安電流鉗表測量4-20毫安信號:
1)驗證電源供電
2)查找線路問題
3)查找I/O問題
4)查找有問題的接線終端
故障排查步驟:
1)測量回路中的毫安數(shù)值,如果測量到了0mA,那么繼續(xù)深入排障;
2)如果控制器沒有指示顯示,可能是I/O輸入的保險絲熔斷,回路出現(xiàn)開路故障。
2.控制器I/O問題排障:4-20mA回路排障(替代測試)
變送器替代測試是非常好的I/O故障分析方法,即使用測試設(shè)備輸出一個標(biāo)準(zhǔn)信號來核對控制的輸出。
故障排查步驟:
1)斷開變送器連接,將回路校準(zhǔn)器或過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)驗證指示器的正確數(shù)值,在同一測試中完成對線路、電源供電和I/O的測試;
4)如果控制器沒有指示顯示,可能是I/O輸入的保險絲熔斷,回路出現(xiàn)開路故障。可通過測量在250Ω輸入來進(jìn)行驗證。
3.電源供電問題排查
使用回路校驗儀或多用表,測量回路供電電壓。
故障排查步驟:
1)測量電源供電,應(yīng)該在近似24V。
2)如果測量結(jié)果是不確定的,就進(jìn)行替代測試。
a. 斷開裝置回路電源
b.將回路校準(zhǔn)器或過程表的24V回路供電端連接在這個位置
c.如果此時問題得到解決,那么裝置的回路電源可能有缺陷或者存在過載

4.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、布線錯誤等。
噪聲信號的捕捉和確認(rèn)可以通過帶萬用表功能的過程多用表,或者萬用表、手持式示波表等設(shè)備來查找系統(tǒng)中是否存在交流信號。
在正常情況下,系統(tǒng)中應(yīng)該只有少量的mV級的交流電壓存在。