浅谈两线制与四线制信号接法

李奇峰

欧晟绿色燃料（揭阳）有限公司 山西 定襄县 035400

1 两线制与四线制的由来与区别

几线制的称谓，是在两线制变送器诞生后才有的。这是电子放大器在仪表中广泛应用的结果，放大的本质就是一种能量转换过程，这就离不开供电。因此最先出现的是四线制的变送器。四线制就是供电回路和信号回路各自独立，采用隔离电路分开，两根线负责电源的供应，另外两根线负责输出被转换放大的信号(如电压、电流等)。用于隔离的4-20mA标准信号，通常不接地，电源可以是DC24V，也可以是AC220V，但大多为AC220V。二线制是两根导线供电的同时传输4-20mA标准信号。非此4-20mA标准信号不称为两线制。二线制供电为DC24V，输出信号为DC4-20mA。

两线制和四线制信号都只有两根信号线，主要区别为：两线制信号两根电缆既给仪表提供电源又反馈信号；四线制信号两根电缆只反馈信号，仪表电源由另外两根电缆单独提供。

2 两线制与四线制仪表和模块的选择

2.1 仪表选择

功率较小且经济实惠，一般选用二线制。二线制仪表的应用，采用4-20mA信号，现场仪表就可实现二线制，目前采用二线制的产品非常广泛，比如压力变送器、小口径电磁流量计、温度变送器等仪表。功率大于10W，精度要求较高时，一般选用四线制仪表。由于转换电路复杂、功耗大等原因，现在很多仪表仍优先选用四线制，像质量流量计需要振动功耗，大口径电磁流量计需要励磁功耗，2个表的功率都到了10W以上，所以需要单独供电。

2.2 模块选择

现在PLC模块产品系列比较丰富，有什么信号就有什么相应的模块进行匹配，通常情况下，两线制信号要配置两线制PLC模块，四线制信号要配置四线制PLC模块。

3 紧急情况下接线方式

如果紧急情况下，现场只有四线制PLC模块，增加的仪表信号为两线制；或者只有两线制PLC模块，增加的仪表信号为四线制，怎么办呢？

首先要找到PLC模块说明书，分析PLC模块的信号的处理方式，然后根据模块的接线方式进行改造，下面以siemens公司ET200S模拟量AI四线制模块（6ES7134-4GB11-0AB0）和AI两线制模块（6ES7134-4GB51-0AB0）分别接两线制和四线制信号进行介绍。

3.1 两线制仪表信号接入四线制模块

四线制模块（6ES7134-4GB11-0AB0）方框图[1]如图1所示，我们以一路信号进行说明，1、2可接一路4-20mA信号，3、4可提供24V电源。

图1 四线制模块方框图

现场有一台压力变送器（需要接入24V电源），要接入四线制模块，压力变送器工作需要24V电源，同时PLC模块需要接收4-20mA信号，我们可以将模块端子3接现场仪表+端，现场仪表-端接端子1，端子2接端子4。信号流为：模块端子3（24V+）→ 仪表 + → 仪表 - →模块端子1 → 模块端子2 → 模块端子4（24V-），这样既可满足变送器正常工作供电，产生信号，又可满足PLC卡件接收信号需求，实现测量需要。

3.2 四线制仪表接入两线制模块

两线制模块（6ES7134-4GB51-0AB0）方框图[2]两线制模块方框图。我们以一路模块通道进行说明，其中：端子1提供24V+，1、2可接一路两线制4-20mA信号。

现场有一台热式质量流量计（需要单独提供一路24V电源），要接入两线制模块。热式质量流量计单独有供电电源，仪表信号是电流源4-20mA。PLC模块端子1内部已接24V+，但是仪表信号不需要，模块端子2内部接M端，可以将仪表+接入模块2号端子，仪表-接入24V -端，模块端子1不接线。信号流为：仪表信号+ → 模块端子2 → 24V-。

3.3 其它方式

有很多仪表，当用两线制提供的功率不足以给仪表供电时，采用三线制方式。所谓三线制就是电源正端用一根线，信号输出正端用一根线，电源负端和信号负端共用一根线，用于电压参考点和电流回路。其供电大多为DC24V，输出信号有4-20mADC标准信号。其实三线制本质上是四线制的一种变化，接线可以参考四线制仪表信号。

两线制仪表接入四线制模块，也可以增加隔离模块，将两线制仪表信号转变为四线制信号，接入PLC模块。

4 结束语

一般工业现场仪表使用种类繁多，提供信号也是各种各样，正常情况下，我们要为每一种仪表信号选用合适的PLC模块，选型时应根据本单位的实际情况，如信号制的统一、防爆要求、接收设备的要求等问题来综合考虑选择。在紧急情况下，没有合适的模块，就需要我们根据现场实际情况进行变通。