了解4-20mA信号

工业领域中有运动控制卡，变频器，压力阀等都是以4-20mA电流为信号

发展历史

1）约1900年，过程控制工业领域大规模使用机械设备气动设备：贵，体积大，需要压缩空气，维护成本高传感器和控制器使用3-15psi(驱动)的标准信号

2）1950年，电气设备开始大规模使用，更便宜，更好维护，更方便电气传感器和控制器逐渐替代气动设备同时，4-20mA信号开始替代3-15psi信号。

2）1970年,PLC开始使用由于由于断线的缘故，你无法知道。气阀是否打开？导致PLC一直输出掉电瓶，气阀一直打开，最终也引起故障。

4-20mA在过程控制中的使用

为什么是4-20mA

1.导致“死零问题”(Dead Zero Problem)

0.00MPa对应是0mA ，PLC检测到压力阀未打开，输出高电平。PLC检测到20mA时，输出低电平

假如老鼠咬断线，PLC检测到0mA电流还在以为气阀是未打开，导致PLC一直输出高电平，气阀一直打开，最终也引起安全故障。所以最终设置从4mA开始，0mA表示故障

2.Why 4mA

1）早期模拟设备的最小工作电流为3mA仪表采取两线制，既要传输信号也要供电。所以电流值不能低于3mA

2）工程师遵守20%bias的规则，选定4mA

	3-15psi	20% × 15psi = 3 psi

	4-20psi	20% × 20mA = 4 mA
1
2
3

3.Why 20mA?

1.心脏可承受的最大电流是30mA

2.最小值：最大值为1:5的比率，易计算

为什么电流信号mA

Why not电压？
口 电流代表能量
口 电流抗干扰能力强
口 电流能够长距离传输 （电流是真正的物质中电子运动）

优点
口 连接和配置方便
口 抗干扰能力强
口 快速识别断线故障
口 使用万用表就可以进行故障查找
缺点
口 平行线易相互影响，采用双绞线（抵消磁场）