第0章概论学案.ppt

(二）、电动仪表信号标准的作用 1、现场与控制仪表之间采用直流电流信号 采用直流信号具有以下优点： （1）直流信号比交流信号干扰少。交流信号容易产生电磁场的干扰。 （2）直流信号对负载的要求简单。交流信号有频率和相位的问题，对负载的感抗或容抗敏感。 （3）电流比电压更利于远传信息。如果采用电压形式传送信息，当负载电阻较小，距离较远时，导线上的电压会引起误差，采用电流传送就不会出现这个问题。 当然，采用电流传送信息，接收端的仪表必须是低阻抗的。如果有多个仪表接收同一电流信息，它们必须是串联的。串联连接的缺点是任何一个仪表在拆离信号回路之前首先要把该仪表的两端短接，否则其他仪表回路将会因电流中断而失去信号。此外，名个接收仪表一般皆应浮空工作，否则会引起信号混乱。若要使各台仪表有自己的接地点，则应在仪表的输入、输出之间采取直流隔离措施。 直流电流 直流电压 串联制 并联制 增加或取消一台仪表，整个系统停止运行 串联制 易于远距离传输 增加或取消一台仪表，整个系统正常运行 并联制 不易于远距离传输 无公共接地点 各仪表可有自己的接地点，系统不允许有公共接地点（会短路） 有公共接地点 各仪表可有自己的接地点，系统允许有公共接地点 220VAC供电 无本质安全特性 24VDC供电 有本质安全特性 高电压供电，装置一旦产生火花，容易引起装置周围的爆炸性混合物爆炸或起火。 低电压供电，装置一旦产生火花，不易引起装置周围的爆炸性混合物爆炸或起火。 信号下限=0mA，上限=10mA。 信号下限=4mA，上限=20mA 下限=0mA，+、－、×、÷运算方便，易于刻度换算。 电气零点=机械零点，零点相互不易区别。 上限=10 mA，产生的电磁力（安培力）较小，故带负载能力差。 下限=4mA，躲开晶体管死区，一开始就工作在线性区。 电气零点≠机械零点，零点易于区别。 上限=20mA，产生的电磁力（安培力）较大，故带负载能力强。 2、控制室内部仪表之间采用直流电压信号 由于采用串联连接方式使同一电流信号供给多个仪表的方法存在上述缺点。对比起来，用电压信号传送信息的方式在这方面就有优越性了，因为它可以采用并联连接方式，使同一个电压信号为多个仪表所接收。而且任何一个仪表拆离信号回路都不会影响其他仪表的进行。此外，各个仪表既然并联在同一信号线上，当信号源负极接地时，各仪表内部电路对地有同样的电位，这不仅解决了接点问题，而且各仪表可以共用一个直流电源。在控制室内，各仪表之间的距离不远，适合采用直流电压（1-5VDC）作为仪表之间的互相联络信号。 必须指出，用电压传送信息的并联方式要求各个接收仪表的输入阻抗要足够高，否则将会引起误差，其误差的大小与接收仪表输入电阻高低及接收仪表的个数有关。 3、控制系统仪表之间典型连接方式 电流传送适合于远距离对单个仪表传送信息，电压传送合适于把同一信息传送到并联的多个仪表，两者结合，取长补短。因此，虽然在GB3369中只规定了直流电流信号范围为4-20MADC，但在具体应用中，电流信号主要在现场仪表与控制室之间连接时应用。在控制室内，各仪表联络采用电压信号（1-5VDC）。如图所示为典型连接方式。一般转换电阻的阻值为250欧姆。 二、电信号传输方式 （一）模拟信号的传输 信号传输指的是电流信号和电压信号的传输。电流信号传输时，仪表是串联连接的；而电压信号传输时，仪表是并联连接的。 1、电流信号传输 电流信号适于远距离传输。但由于接收仪表是串联工作的，当一台仪表出故障时，将影响其他仪表的工作，而且各台接收仪表一般皆应浮空工作。若要使各台仪表皆有自己的接地点，则应在仪表的输入、输出之间采取直流隔离措施。这就对仪表的设计和应用在技术上提出了更高的要求。 2、电压信号传输 因接收仪表是并联连接的，增加或取消某个仪表不会影响其他仪表的工作，而且这些仪表也可设置公共接地点，因此设计安装比较简单。但并联连接的各接收仪表，输入电阻皆较高，易引入干扰，故电压信号不适于作远距离传输。 直流电流传输 接收仪表 R0 I0 Ii Ri Ri Rcm 发送仪表 电流信号传输时仪表之间的连接 为保证传输误差ε在允许范围之内，应要求R0 》Rcm + nRi ，故有 为减小传输误差，要求： R0足够大，而Rcm 及Ri 应比较小 电流传输的特点 优点 发送仪表输出电阻大，故电流信号适于远距传输。 电流回路中串入一电阻，取压方便。 缺点 回路中增减接收仪表时，