| ' ' 原文描述之錯誤一 從事自動化控制工作的儀表人如果不清楚無源信號、有源信號、無源接點(干接點)、有源接點(濕接點),必然為之困惑。本文是介紹無源信號、有源信號、無源接點、有源接點的干貨文章,希望對大家有所幫助。 辨析:“不清楚”也不一定“困惑”!不一定會影響工作,因為不一定用得著。這篇文章就屬于“不清楚”的,概念和定義不對,把簡單問題弄復雜了,反而說的亂了。文章的標題也不是關于學術和技術的標題,倒像個“祖師爺”的提問和訓話。學術文章一般不用第一人稱,更不用第二人稱!也不斷然說別人“必然困惑”一類的詞匯!這是文風。 原文描述之錯誤二 (1)無源信號和有源信號定義 對于電流信號而言,若設備有獨立的工作電源線,那它提供的信號輸出(比如4-20mA)為有源信號;若設備本身無獨立工作電源,它提供的信號為無源信號。三線制儀表、四線制儀表的輸出信號為有源信號,二線制儀表輸出為無源信號。 辨析2:這個定義是錯誤的! 一根線是不能供電的,三線制有一根公共線,并不獨立,算有源還是無源呢?電源是來自供電設備,即使四線制儀表也不發(fā)電,與二線制儀表一樣,用電來自供電設備,同樣的電動單元信號接收儀表,一對電源線、一對信號線共三個端子,即可以接二線制變送器、也可以接三線制變送器,算有源還是無源呢?有的儀表采用電池供電,沒有電源線,算有源還是無源呢? 有源和無源指的是有沒有電源,也就是有沒有電,用來區(qū)分是否需要對信號儀表供電。模擬量信號都是“有源”的,也就是有電的,如果沒有電,還有模擬信號嗎?無論二線制、三線制還是四線制信號都是有源的,斷掉哪一根供電線都沒有信號。 二線制信號是測量儀表(例如:變送器)的供電和信號是共用線路的,電流回路的兩根線既是供電線,又是信號線,所以兩根線是電流回路,電流是一樣的,沒有正負極之分,只有電流方向之分。由于直流信號電流方向不能接反,所以分“電源”和“信號”兩根線的屬性,避免接錯。 三線制、四線制儀表的供電與信號是分開的線路,原因是測量儀表需要的電能較大,信號電流與儀表端電壓所提供的電能不夠,有的儀表需要穩(wěn)定的電流,不能采用4~20mA的變化電流,所以采用分別的供電回路和信號回路。三線制儀表都是24VDC供電的,為了節(jié)省一根線,采用一根公共線作為供電與信號的電流返回線,三根線上的電流值不一樣。 四線制儀表需要的電能更大,四線制信號的儀表是指:供電回路和信號回路各自獨立,采用隔離電路分開,用于隔離的4~20mA標準信號。所以信號一定是隔離的,通常不接地。用于220VAC供電的儀表,不能采用公共線作為電流返回線,所以一定是四線制。 有關資料可參見高等院校教材《電動單元組合儀表》。 關于信號制的線路見下面圖示。P為電源,+為信號接收輸入端,⊥為公共端。實際上二線制信號也是有公共端的,從信號接收儀表來說,與三線制相同,僅僅是信號發(fā)送儀表的線路不同。三種信號制的信號方向是一致的。 原文描述之錯誤三 (2)如何采集無源信號和有源信號 ①對于有源信號的采集很簡單,首先要接通信號源設備的電源(通常有三線制和四線制兩種)讓設備正常工作,其次將采集設備輸入接口的正端和負端分別與信號源設備的正端和負端對應連接。 ②對于無源信號的采集,首先需要一個直流24V電源(因為提供無源信號的二線制儀表無獨立的工作電源,當它需要輸出4-20mA信號時,它的工作電壓需要外部設備來提供。這個DC24V電源可以是獨立電源,也可以是無源信號采集設備配電功能提供);其次二線制儀表、DC24V電源和無源信號采集設備三者之間的應形成正確回路:DC24V電源正極接二線制儀表4-20mA輸出的正極,二線制儀表4-20mA輸出的負極接入采集設備4-20mA信號輸入端正極,采集設備4-20mA信號輸入端負極接DC24V電源負極,這樣就形成完整的回路。 辨析3:正規(guī)語言中,信號不用“采集”這個通俗詞,而用“發(fā)送”、“接收”信號。 無論是幾線制儀表信號,儀表信號的接通應該先接好線路,再通電;而不是先接通電源,再接信號線。而信號接收端都是一樣的,所以三種信號制的儀表信號端子都有信號輸入端子(通常稱為正“+”端子)和信號公共端子(通常稱為負“-”端子),有的兩線制信號接收儀表為了節(jié)省端子,不設公共端子,但一定有接公共端的地方,例如:電源的公共端(通常為負端)。 所以,原文的這一段是混亂的!兩線制、三線制的模擬儀表和數(shù)字儀表(DCS、PLC)都有供電端子,都能直接接線,有時為了把現(xiàn)場儀表供電跟卡件供電分開,采用現(xiàn)場儀表單獨供電的方式,但公共端一定是接在一起的。有時是采用電源裝置接地的方式接在一起。四線制儀表的供電是單獨的,通常采用隔離方式,沒有公共端。 原文描述之錯誤四 辨析4:這張圖是錯的。 PLC如果是二線制輸入,一定是一根供電線、一根信號線;如果是三線制輸入,一定是一根電源線端子、一根信號線端子、一根公共線端子,如果外接電源,電源線端子是空置的,信號及公共端子分別接現(xiàn)場儀表的兩根線。見辨析2的接線圖。 原文描述之錯誤五 (1)無源接點的定義無源接點俗稱干接點或無源開關,干接點是一種電氣開關,具有閉合和斷開的兩種狀態(tài);2個接點之間沒有極性,可以互換。 (2)常見的無源接點信號 ①各種開關如:限位開關、行程開關、腳踏開關、旋轉開關、溫度開關、液位開關等; ②各種按鍵; ③各種傳感器的輸出,如:環(huán)境動力監(jiān)控中的傳感器:水浸傳感器、火災報警傳感器、玻璃破碎、振動、煙霧和凝結傳感器;繼電器、干簧管的輸出。 (3)有源接點的定義有源接點俗稱濕接點或有源開關,具有有電和無電的兩種狀態(tài);2個接點之間有極性,不能反接。 辨析5:嚴格地說:接點信號是恒定的電壓信號,是用來觸發(fā)信號接收儀表(例如:開關量信號輸入、中間繼電器)或驅動儀表(例如:電磁閥、磁力開關)的。 在模擬邏輯電路TTL中特稱“電平”,信號性質也與外電路有所區(qū)別,不在此討論。 而接點僅僅是接通或中斷信號的元件,接點的通、斷狀態(tài)決定了信號的通斷狀態(tài),因此廣義地泛稱為接點信號。為使信號接收儀表接收“開、關”或“通、斷”的電信號,必須給接點或者開關供電條件,可能是信號發(fā)送端供電(有電源,稱為有源接點),也可能是信號接收儀表供電(信號發(fā)送端不供電,稱為無源接點),這就是有源接點和無源接點的來歷。至于“干”、“濕”不過是借用的外來語。 開關信號是由外來物理或電驅動的,有單穩(wěn)態(tài)和雙穩(wěn)態(tài)之分。單穩(wěn)態(tài)接點有常開與常閉之分,例如:按鈕;雙穩(wěn)態(tài)接點沒有“常”,有兩個穩(wěn)定狀態(tài),或開、或關,例如:日常用電的開關。這方面的資料可以參考高等院校教材《數(shù)字電路基礎》、《繼電器電路基礎》等。 有源儀表、無源儀表的接線圖見如下兩圖(僅以一種接點為例): 有源接點和無源接點僅以接點端是否供電區(qū)分的。供電電壓以信號接收儀表的觸發(fā)電壓或驅動儀表的供電電壓需要來配備。原理上可以是任意規(guī)格的電壓,但要符合接點的負荷規(guī)格??梢允侵绷麟?,也可以是交流電。如果用交流電,是沒有極性的,所以原文(3)的說法是錯誤的!一般電氣設備二次回路采用相電壓220VAC或220VDC,不會采用380VAC,因為是線電壓,沒有中線。 原文描述之錯誤六 (4)最常見的有源接點信號 ①把以上的干接點信號,接上電源,再跟電源的另外一極作為輸出,就是有源節(jié)點信號。工業(yè)控制上常用的濕接的電壓范圍是DC0-30V,標準的是DC24V;電氣設備二次回路中通常的濕接的電壓范圍是AC110-380V,常用AC220V或AC380V濕接點。 ②把TTL電平輸出作為濕接點,也未嘗不可;一般情況下,TTL電平需要帶緩沖輸出的,例如:7407、245、244等,與VCC等構成回路;244、245也可以跟gnd構成回路;才能驅動遠方的光耦。 ③NPN三極管的集電極輸出和VCC。 ④達林頓管的集電極輸出和VCC。 ⑤紅外反射傳感器和對射傳感器的輸出。 (5)無源接點的優(yōu)點 在工業(yè)控制領域應用中,因無源接點(干接點)無極性限制,其數(shù)量遠多于有源接點,無源接點有如下優(yōu)點: ①隨便接入,降低工程成本和工程人員要求,提高工程速度。 ②處理干接點開關量數(shù)量多。 ③連接干接點的導線即使長期短路既不會損壞本地的控制設備,也不會損壞遠方的設備。 ④接入容易,接口容易統(tǒng)一。 辨析6:無論是有源接點還是無源接點,在接通的時候整個回路都是帶電的(見辨析2示意圖),所以不存在這些優(yōu)點。 區(qū)別僅在于由哪一方儀表端供電。接線時應當注意安全用電和信號干擾,不是可以隨便接入的。特別是與電氣接點打交道的情況。 原文描述之錯誤七 現(xiàn)在現(xiàn)場儀表和二次儀表相連如采用二線制信號,一般是4-20mA,此信號分為有源和無源二種,有源:4-20mA中已有現(xiàn)場儀表提供帶有電壓的信號。無源:需二次儀表提供配電(DC24V)和現(xiàn)場儀表串聯(lián),構成二線制4-20mA的回路,才能正常工作,如二次儀表不帶配電是不能產(chǎn)生回路,也就沒有電流回路信號了。 辨析7:這種說法是錯誤的,可以參見辨析2。 儀表信號是電流信號,并不是“帶有電壓”的信號。根據(jù)標準儀表信號定義:4~20mADC是通用標準信號,并沒有“有源”或“無源”之分,只需要根據(jù)信號線制接線,如辨析2圖示。凡是二線制的信號接收儀表一定是配電的,因為供電與信號采用同一電流回路。無論是儀表本身配電還是不采用儀表配電而采用外配電都是一樣的。而且如果采用外供電,一定與儀表本身供電采用同一公共端。 原文描述之錯誤八 二線制儀表回路最大電流在小于25mA之內,電壓又是固定的DC24V,那么功率也就在此范圍之內,如現(xiàn)場儀表功耗大于此,那二線制就不能提供此能量,所以只有采用電源單獨供電,信號單獨輸出的方式,也就是四線制信號方式。 辨析8:二線制信號的最小電流值為4mA,儀表供電為24VDC,除掉線路壓降和電源波動余量,所能提供的功率不到0.1W。一般二線制變送器在4mA時的工作電壓應>10.5V(不同的儀表不一樣)。三線制和四線制都能提供大于二線制的供電能量。 原文描述之錯誤九 有源和無源是相對于變送器來說的,變送器提供24V的為有源(四線制),變送器不提供24V的為無源(兩線制)。 有源是指各類變送器或者信號源等設備已經(jīng)一組供電回路給它供電。直接輸出一組4~20mA正負兩線的信號回路,給采集設備直接測量。 無源是指各類變送器或者信號源等設備沒有供電回路給它供電。必須要有采集設備供給它工作電源,才可以輸出一組4~20mA正負兩線的信號回路,給采集設備直接測量。 辨析9:以上說法是混亂的。 再重復一遍:模擬量信號采用4~20mADC通用標準信號,沒有“有源”、“無源”之分,只有信號線制之分! “線制”是指儀表供電和標準信號傳輸采用的導線數(shù)。有二線制、三線制、四線制之分,這樣的定義是經(jīng)典的,教科書的,簡明易懂。 | 
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