什么是4-20mA回路？它是如何工作的？

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顼@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。

• 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）

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。

• 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。

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。

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。