電信號在自動化儀表中的使用分析

鐘營強

（山東石大科技集團股份有限公司山東省東營市257061）

自動化儀表是現代工業中不可或缺的組成部分。為了便于操作和節省勞動力，現代工業系統中，大都將一部分現場的參數由自動化儀表進行遠傳，集中顯現在工控機顯示器上，由操作工統一進行操作，這是非常必要的，也是不得不做的。那么如何將現場的信號采集并準確的進行遠傳便是一個非常重要的環節。如果傳輸不準確，那對于操作工的操作不僅沒有意義，而且會誘導操作工做出錯誤的操作。這會造成非常嚴重的后果，小則產品不合格，大則有可能發生生產事故，造成人員傷亡。

自動化儀表的組成中有一個非常重要的組成部分，那就是變送單元，也就是俗稱的變送器。變送器的作用是將工藝參數X（其中包括壓力、溫度、流量、液位等）轉換成統一信號Y，并傳送到控制室供顯示、記錄、調節、運算、報警等。在變送器遠傳環節，電信號是一種被廣泛采用的方式。這其中包含電壓信號和電流信號，而每種信號中又包含不止一種標準信號（所謂標準信號，是指為了便于兼容，各自動化儀表生產廠商統一遵守的信號變化方式。這可以使各類儀表最大限度的被選用，這也使得自動化控制得到簡化，便于自動化系統成本的降低，以便更廣泛的被應用）。

電壓信號抗干擾能力比較強，幾乎不存在衰減；電流信號抗干擾能力稍弱，小有衰減，但可以控制在要求的精度內，而且造價低廉，實現起來比較簡單，也便于信號的采集和統一處理。因此，在自動化控制系統中，電壓信號和電流信號都在廣泛使用，只是電流信號使用的更頻繁、更廣泛。

電動化儀表在發展過程中也是一步步的被優化。目前在用的電動化變送器就有DDZ-Ⅱ型變送器和DDZ-Ⅲ型變送器。后者較前者有非常大的優勢。這是因為前者采用的標準信號是0-10mA，后者采用的標準信號則是4-20mA。雖然只是幾個數字的變化，但是實現起來就有天壤之別。如果是0-10mA的信號，就必須采用四線制（電源線和信號線不能共用，必須分成兩組）。為防止信號干擾，現場要求電源線與信號線分開敷設，這就必須要使用不同的管道；而4-20mA的信號則不然。一般4-20mA信號下的電源線和信號線可以共用，這樣便可以采用兩線制，而這樣一來只需一根管道穿線，安裝簡單、節省電纜、節省安全柵。DDZ-Ⅲ儀表中的大部分以及各種新型變送器均為兩線制變送器，變送器與負載串聯后接到電源上。兩種標準信號中，一個是以0mA為零點，另一個則是以4mA為零點。在兩線制中，如果傳輸信號為0mA的話，無法實現同時供電的要求。這也使得0-10mA的標準信號在慢慢的退出歷史舞臺。

在自動化儀表中，電信號的使用都是弱電，相對于強電信號，弱電的安全性更高，更節省能源。即便是工業系統中強電信號的使用，也是伴隨著用弱電信號進行控制的。我們有理由相信，電信號在自動化儀表中的使用是無法取代的，只是被使用的越來越合理。

【參考文獻】

耿艷峰 孫良 鄭金吾編著 杜鵑 張朝暉審核 2005. 自動化儀表與DCS. 山東：中國石油大學信息與控制工程學院自動化系