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[弱电] 仪表信号类型有哪些

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发表于 2021-3-4 05:42:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
仪表信号按常规可分为两类五种,即模拟和数字两类或AI、AO、DI、DO、PI五种(A表示模拟量,D表示数字量,P表示脉冲量,I表示输入,O表示输出),其中,脉冲量是一种变化频率较高的特殊数字量,所以信号看似三类,但实际上可简化为模拟和数字两类,并且DO的输出频率基本能达到实际应用的要求,因此,控制系统也很少有专门的PO卡件,所以信号可分为上述五种,这五种信号的简略电路图可如下图1~图5所示。
     
图1 AI有源信号的简略电路图                        图2 AI无源信号的简略电路图
         
图3 AO信号的简略电路图                           图4 DI和PI信号的简略电路图

图5 DO信号的简略电路图

图中T为变送器,P为执行器(如阀门定位器),S为开关器件(干触点或晶体管等),Rs为A/D模数转换电路中的采样电阻,D/A为数模转换电路,Us为24VDC电 源,r表示信号电缆线阻。

AI信号是现场仪表变送器输出的4-20mA检测电流,若现场仪表为三线制或四线制接法时,变送器输出的信号一般是有源的(被动式外供电型仪表除外),检测电路如上图1所示,若现场仪表为二线制接法时,变送器输出的信号是无源的,必须在系统侧将电源串入回路,检测电路如上图2所示。

AO信号是由系统向阀门定位器等执行机构输出的4-20mA控制电流,如图3,除与图2中组成的部件不一样外,两种电路的特点是信号和电源共用一个回路,常称为回路供电。

对于回路供电的模拟信号电路(图2和图3),由于回路电流最大为20mA(故障电流可超过20mA),当回路阻值太大,将导致电源没有足够的功率来维持20mA的电流,信号便会失真,因此回路负载必须被限制在一定范围内,其负载能力一般可通过实验测得:先设置仪表(现场变送器或AO卡件),使仪表处在最大20mA的回路电流设定值上,然后将输出接入可调电阻器,并串联电流表,不断增加电阻值,当电流开始随电阻的增大逐渐小于20mA时,该负载电阻即为带载能力,在24VDC电源下,现场变送器负载能力一般在500-600Ω之间,AO卡件的负载能力大部分在750Ω左右,所以同样截面的信号电缆,AO信号传输距离一般较AI远(系统采样电阻为250Ω,阀门定位器输入阻抗在250-300Ω)。

DI/PI信号是指接入控制系统的数字量(开关量),如图4,电路的实质是将现场开关串入回路,而控制系统的DI/PI卡件中每个通道负载能力决定了回路的最大电流,一般DI卡件每个通道最大电流在5mA,PI卡件每个通道最大电流在40mA。

DO信号相当于控制系统给负载供电,只是控制系统卡件的DO通道负载能力一般都很小,在1W左右,因此图中负载常为继电器,通过继电器,再将其触点串入电气二次回路来控制电机,或通过继电器触点将电源串入,输出给现场电磁阀等执行器件,所以,DO信号的传输电缆实际上是供电电缆,供电回路的电流由电磁阀的功耗决定,一般自控用低功耗电磁阀,功耗在2W(24VDC)左右。




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