电信号在自动化仪表中的使用分析

钟营强

（山东石大科技集团股份有限公司山东省东营市257061）

自动化仪表是现代工业中不可或缺的组成部分。为了便于操作和节省劳动力，现代工业系统中，大都将一部分现场的参数由自动化仪表进行远传，集中显现在工控机显示器上，由操作工统一进行操作，这是非常必要的，也是不得不做的。那么如何将现场的信号采集并准确的进行远传便是一个非常重要的环节。如果传输不准确，那对于操作工的操作不仅没有意义，而且会诱导操作工做出错误的操作。这会造成非常严重的后果，小则产品不合格，大则有可能发生生产事故，造成人员伤亡。

自动化仪表的组成中有一个非常重要的组成部分，那就是变送单元，也就是俗称的变送器。变送器的作用是将工艺参数X（其中包括压力、温度、流量、液位等）转换成统一信号Y，并传送到控制室供显示、记录、调节、运算、报警等。在变送器远传环节，电信号是一种被广泛采用的方式。这其中包含电压信号和电流信号，而每种信号中又包含不止一种标准信号（所谓标准信号，是指为了便于兼容，各自动化仪表生产厂商统一遵守的信号变化方式。这可以使各类仪表最大限度的被选用，这也使得自动化控制得到简化，便于自动化系统成本的降低，以便更广泛的被应用）。

电压信号抗干扰能力比较强，几乎不存在衰减；电流信号抗干扰能力稍弱，小有衰减，但可以控制在要求的精度内，而且造价低廉，实现起来比较简单，也便于信号的采集和统一处理。因此，在自动化控制系统中，电压信号和电流信号都在广泛使用，只是电流信号使用的更频繁、更广泛。

电动化仪表在发展过程中也是一步步的被优化。目前在用的电动化变送器就有DDZ-Ⅱ型变送器和DDZ-Ⅲ型变送器。后者较前者有非常大的优势。这是因为前者采用的标准信号是0-10mA，后者采用的标准信号则是4-20mA。虽然只是几个数字的变化，但是实现起来就有天壤之别。如果是0-10mA的信号，就必须采用四线制（电源线和信号线不能共用，必须分成两组）。为防止信号干扰，现场要求电源线与信号线分开敷设，这就必须要使用不同的管道；而4-20mA的信号则不然。一般4-20mA信号下的电源线和信号线可以共用，这样便可以采用两线制，而这样一来只需一根管道穿线，安装简单、节省电缆、节省安全栅。DDZ-Ⅲ仪表中的大部分以及各种新型变送器均为两线制变送器，变送器与负载串联后接到电源上。两种标准信号中，一个是以0mA为零点，另一个则是以4mA为零点。在两线制中，如果传输信号为0mA的话，无法实现同时供电的要求。这也使得0-10mA的标准信号在慢慢的退出历史舞台。

在自动化仪表中，电信号的使用都是弱电，相对于强电信号，弱电的安全性更高，更节省能源。即便是工业系统中强电信号的使用，也是伴随着用弱电信号进行控制的。我们有理由相信，电信号在自动化仪表中的使用是无法取代的，只是被使用的越来越合理。

【参考文献】

耿艳峰 孙良 郑金吾编著 杜鹃 张朝晖审核 2005. 自动化仪表与DCS. 山东：中国石油大学信息与控制工程学院自动化系