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电流变送器的4-20ma输出如何转换
自动化控制
电流变送器的4-20ma输出如何转换? 　　两线制电流变送器的输出为4～20 ma，通过250&的精密电阻转换成1～5v或2-10v的模拟电压信号.转换成数字信号有多种方法，如果系统是在环境较为恶劣的工业现场长期使用，因此需考虑硬件系统工作的安全性和可靠性。系统的输入模块采用压频转换器件lm231将模拟电压信号转换成频率信号，用光电耦合器件tl117进行模拟量与数字量的隔离。 　　同时模拟信号处理电路与数字信号处理电路分别使用两组独立的电源，模拟地与数字地相互分开，这样可提高系统工作的安全性。利用压频转换器件lm231也有一定的抗高频干扰的作用。 　　电流输出型与电压输出型有哪些优劣比较? 　　在单片机控制的许多应用场合,都要使用变送器来将单片机不能直接测量的信号转换成单片机可以处理的电模拟信号，如电流变送器,压力变送器、温度变送器、流量变送器等。 　　早期的变送器大多为电压输出型，即将测量信号转换为0-5v电压输出，这是运放直接输出,信号功率&0.05w,通过模拟/数字转换电路转换数字信号供单片机读取、控制。但在信号需要远距离传输或使用环境中电网干扰较大的场合，电压输出型传感器的使用受到了极大限制，暴露了抗干扰能力较差,线路损耗破坏了精度等等等缺点，而两线制电流输出型变送器以其具有极高的抗干扰能力得到了广泛应用。 　　电压输出型变送器抗干扰能力极差，线路损耗的破坏,谈不上精度有多高,有时输出的直流电压上还叠加有交流成分，使单片机产生误判断，控制出现错误，严重时还会损坏设备，输出0-5v绝对不能远传，远传后线路压降大，精确度大打折扣。现在很多的adc,plc,dcs的输入信号端口都作成两线制电流输出型变送器4-20ma的,证明了电压输出型变送器被淘汰的必然趋势。 　　4～20ma电流输出型到接口一般有哪些处理方法? 　　电流输出型变送器的输出范围常用的有0～20ma及4～20ma两种，电流变送器输出最小电流及最大电流时，分别代表电流变 　& 送器所标定的最小及最大额定输出值。 　　下面以测量范围为以0～100a的电流变送器为例进行叙述。对于输出0～20ma的变送器0ma电流对应输入0a值，输出4～20ma的变送器4ma电流对应输入0a值，两类传感器的20ma电流都对应100a值。 　　对于输出0～20ma的变送器，在电路设计上我们只需选择合适的降压电阻，在a/d转换器输入接口直接将电阻上的0-5v或0-10v电压转换为数字信号即可，电路调试及数据处理都比较简单。但劣势是无法判别变送器的损坏,无法辨别变送器输出开路和短路。 　　对于输出4～20ma的变送器，电路调试及数据处理上都比较烦琐。但这种变送器能够在变送器线路不通时,短路时或损坏时通过能否检测到正常范围内的电流(正常时最小值也有4ma)，来判断电路是否出现故障，变送器是否损坏,因此得到更为广泛普遍的使用。 　　由于4～20ma变送器输出4ma时，在取样电阻上的电压不等于0，直接经模拟数字转换电路转换后的数字量也不为0，单片机无法直接利用，通过公式计算过于复杂。因此一般的处理方法是通过硬件电路将4ma在取样电阻上产生的电压降消除，再进行a/d转换。这类硬件电路首推rcv420,是一种精密的i/v转换电路, 　　还有应用lm258自搭的i/v转换电路,这个电路由两线制电流变送器产生的4～20ma电流与24v以及取样电阻形成电流回路，从而在取样电阻上产生一个1-5v压降，并将此电压值输入到放大器lm258的3脚。电阻分压电路用来在集成电路lm258的2脚产生一个固定的电压值，用于抵消在取样电阻上4ma电流产生的压降。所以当两线制电流变送器为最小值4ma时，lm258的3脚与2脚电压差基本为0v。lm258与其相连接的电阻构成可调整电压放大电路，将两线制电流变送器电流在取样电阻上的电压值进行放大并通过lm258的1脚输出至模拟/数字转换电路，供单片机cpu读入，通过数据处理方法将两线制电流变送器的4-20ma电流在lcd/led屏幕上以0-100a值的形式显示出来。
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|意见反馈|招贤纳士|||两线制无源型4-20mA电流环显示控制隔离器 日19:05 来源：|&&&&产品特点
&&&&●高精度直观显示输入环路电流值，方便现场调试与监控
&&&&●四位数码显示，高精度、显示分辨率末位±2字
&&&&●可编程设定两路上下限隔离式量报警信号输出
&&&&●4-20mA隔离检测精度高,精度等级：0.1级、0.2级
&&&&●全量程内极高的线性度,非线性度&0.2%
&&&&●信号输入与输出之间：3KVDC或6KVDC高隔离
&&&&●低阻抗（器件整体压降&6.5V）无需外接元件和工作
&&&&●4-20mA信号超宽范围电压（12~36VDC）输入
&&&&●频率响应（小信号带宽）：100HZ（Io=20mA）
&&&&●低成本、小体积标准DIN35导轨式安装
&&&&●工业级温度范围:-25℃~+70℃
&&&&典型应用
&&&&●工业现场4-20mA信号隔离监控及长线传输
&&&&●PLC、DCS输入通道间信号采集隔离防窜扰
&&&&●控制板地线环流干扰抑制
&&&&●仪器仪表信号与间可靠收发监控
&&&&●模拟信号数据采集隔离与长线无失真传输
&&&&●电力仪器仪表、医疗设备监控隔离安全栅
&&&&●轨道交通直流高压取样监控隔离栅
&&&&●工业设备运行测量、监视和远程控制
&&&&●石油、化工、环保、采矿系统控制点监测
&&&&●温度、压力、流量、液位信号显示及控制
&&&&●传感器、变送器工作运行状态显示及控制
&&&&SunYuanDIN1X1ISO4-20mA（LED1）电流环路信号智能LED显示隔离控制器，采用低功耗回路窃电技术，集显示、报警、隔离变送于一体。产品内部包含有电流信号调制解调电路、信号耦合隔离变换电路、显示和报警控制电路等。很小的输入等效电阻，使该产品的输入电压值达到超宽范围（12～36VDC），以满足用户无需外接电源而实现信号隔离、显示、报警、远距离无失真传输等多种功能的需要。内部的集成工艺及新技术隔离措施使器件能达到3KDC绝缘电压和工业级宽温度、潮湿、震动的现场恶劣环境要求。DIN1X1ISO4-20mA（LED1）系列产品使用非常方便，采用标准DIN35导轨式安装设计，方便用户安装和使用。产品无需外接辅助电源和其它元件即可实现4-20mA电流环隔离和信号显示控制的功能。
&&&&DIN1X1ISO4-20mA（LED1）产品采用智能化设计，具备了传统产品所不具备的多种功能，产品为无源设计方案，可将输入回路中的4-20mA模拟量进行隔离变送，并按设定范围线性对应地以十进制数字量显示出来。这种两线制无源型工作方式，无需其它辅助电源供电，所以使用时接线简单方便，体积小、精度高、成本低。传统嵌入的模拟显示表采用调节，调节参数单一，不灵活，受温度影响较大。相比于传统的模拟显示表，这种智能数字显示表采用两个按键组合操作，由中央处理器CPU进行控制，可实现零点、满量程、小数点、报警、延时等多种参数的设定，具有较强的灵活性和实用性。数显表采用LED显示板，显示板各段采用恒流驱动，使4-20mA范围内亮度均匀，并且带反向、过流保护功能。产品广泛适用于工业控制、石油化工、环境保护、智能家居、采矿等行业对温度、压力、位移、流量、液位等物理量控制点的监测。
&&&&DIN1X1ISO4-20mA（LED1）产品主要用于对传感器、PLC、DCS控制环路4-20mA电流信号的隔离及显示。其嵌入的数显表用于测量4-20mA信号，无需外部供电而直接在4-20mA回路信号上取电测量。所显示数字并非直接的电流测量值，而是4mA、20mA的预设值，并将测量的电流值相对这两个预设值呈线性显示出来。例如：4mA设置为0，20mA设置为8000，那么当输入8mA时表就会显示2000，输入12mA时表就会显示4000；又如4mA设置为1000，20mA设置为-1000，输入12mA时表就会显示0，输入16mA时表就会显示-500。数显表的最大显示范围为9999，即四位；最小为-1999。同时具有报警信号输出功能，带两路隔离式开关量输出，可以就地显示、控制与报警。设定了两个报警点，并有正、反报警方向设置。报警点的报警对象针对显示读数，报警时LED面板最后一位小数点闪烁，报警信息通过数字光耦隔离输出报警信号。需设置报警功能的产品，其上限或下限报警值及报警方式可由编程器修改，详细设置方法请参照《显示表使用说明书》。
&&&&备注：报警信号为OC门（集电极开路）输出，具体应用方式请参照【报警输出及应用】说明。
产品原理框图&
&&&&通用参数
&&&&精度、线性度误差等级----------0.1，0.2级
&&&&辅助电源----------无
&&&&工作温度-----------25~+70℃
&&&&工作湿度----------10~90%(无凝露)
&&&&存储温度-----------20~+70℃
&&&&存储湿度----------10~95%(无凝露)
&&&&回差----------&0.5%
&&&&隔离----------信号输入与输出
&&&&绝缘电阻----------≥20MΩ
&&&&耐压----------3KV(60HZ/S)，漏电流1mA
&&&&耐冲击电压----------3KV，1.2/50us(峰值)
&&&&技术参数：
隔离电压& DC，50Hz
240Vrms，60Hz
输入信号电压范围
输入过载能力
输出过载能力
输出线性范围
输出电流& Io
输出压降 Voh
输出信号纹波
频率响应（小信号带宽）
&&& 典型应用接线图
&&& 产品图片
&&&& 产品外型尺寸及引脚功能描述
输入信号正端
Signal GND
输入信号负端
报警输出1(高电平)
报警输出1(低电平)
报警输出2(低电平)
报警输出2(高电平)
输出信号负端
输出信号正端
&&& 显示表调试使用说明书
&&&&输入信号接入仪表后进入开机状态自检，并出现启动标志界面，然后进入测量显示状态。
&&&&①零点设置（在回路电流4mA输入时设置）
&&&&按A+B显示零点设置界面，再按A+B后进入零点设置，界面显示当前的设定值，此时最后一位数字闪烁，按A四位数码管交替闪烁,闪烁位为调整位，按B闪烁位数值从0～9循环变化(其中左侧第一位从“C;-1;0～9”循环变化)，这样根据显示值设定各位（注:4mA时显示值范围-,出厂默认“0.0”）。设定完毕，按A+B确认并返回界面。
&&&&②满量程设置（在回路电流20mA输入时设置）
&&&&继续按A进入满量程设置界面，按A+B后进入满量程设置，界面显示当前的设定值,
&&&&（注：20mA时显示值范围-，出厂默认值“200.0”）。其余的操作同①，设定完毕，按A+B确认并返回界面。
&&&&③小数点设置
&&&&继续按A进入小数点设置界面，按A+B后进入当前设定值界面，按B小数点位置左移一位，连续按B小数点可以循环左移，设定完毕，按A+B确认并返回界面。
&&&&④阻尼时间
&&&&继续按A进入阻尼时间设置界面，按A+B后进入当前设定值界面，阻尼时间可设定为0秒～20秒，按A数值↓，按B数值↑，设置时数值按0.5s的倍数增加，设定完毕，按A+B确认并返回界面。
&&&&⑤报警开关设置
&&&&继续按A进入报警开关设置界面，按A+B键进入报警开关设置，显示当前设定值，表示以下报警设置不生效。按A或B可切换为，表示以下的设置报警参数生效。不管是何种情况报警，都由最后一点闪烁表示。设定完毕，按A+B键确认并返回菜单。出厂设定为。
&&&&⑥第一报警点设置
&&&&继续按A进入第一报警点设置界面，按A+B键进入第一报警点当前设定值,此时左边第一位数字闪烁，按A两位数码管交替闪烁，闪烁位为调整位，按B闪烁位数值从0～9循环变化，这样根据显示值设定报警的零界点（注：报警的设定值表示的是输入电流信号的百分比，比如设置为表示报警零界点为(20mA-4mA)*50%+4mA=12mA，当输入电流大于或者小于12mA（由报警方向设置决定大于还是小于），单片机输出报警信号驱动光耦，由表头的外接报警设备发出报警（报警功能根据客户要求定制）。设定完毕，按A+B键确认并返回菜单。
&&&&⑦第二报警点设置
&&&&继续按A进入第二报警点设置界面，设置方法同⑥，设定完毕，按A+B键确认并返回菜单。
&&&&⑧第一报警点报警方向设置
&&&&继续按A进入第一报警点报警方向设置界面，按A+B键显示当前设定值，表示数值由低向高变化报警，比如设定报警零界点为12mA，当输入电流从4mA上升超过12mA时报警，当输入电流从20mA下降低于12mA时不报警。按B可切换为，表示数值由高向低变化报警，比如设定报警零界点为12mA，当输入电流从4mA上升超过12mA时不报警，当输入电流从20mA下降低于12mA时发出报警信号。当输入电流恢复至报警状态以前的电流值时，报警状态解除。设定完毕，按A+B键确认并返回菜单。（注：报警时LED显示面板的最后一位小数点闪烁，指示当前处于报警状态）
&&&&⑨第二报警点报警方向设置
&&&&继续按A进入第二报警点报警方向设置界面，调整方法同⑧,设定完毕，按A+B键确认并返回菜单。
&&&&⑩报警延迟时间设置
&&&&继续按A进入报警延迟时间设置界面，按A+B键显示当前设定值，报警延迟时间可设定为0～30s，按A数值↑，按B数值↓，设置时数值按1s的倍数增加，设定完毕，按A+B键确认并返回菜单。（注：设置为0时表示无延时，设置延时后当满足报警条件时不会立刻报警，而是要求显示数值持续满足报警条件若干秒后才进入报警状态，当显示恢复到不报警数值时不延时解除报警状态。）
&&&&继续按A返回到显示测量界面，结束所有设置。
&&&&5、4mA和20mA标定（此菜单设置需谨慎）
&&&&给仪表4mA信号输入，同时按下按键A不放，直到数显表显示，松开按键3S，再按A键，数显表显示，这时当前输入的4mA电流信号采样已作为标准保存。将信号输入更改为20mA，按A键，数显表显示，3S后按A键，数显表显示，这时当前输入的20mA电流信号采样已作为标准保存。再按A键，返回测量状态。
&&&&产品设定选型举例
&&&&当超出测量的极限AD位后或是显示值大于9999、低于-1999无小数点时，做过量程显示。
&&&&如超出IC测量的极限AD位（4-20mA标定）
&&&&4mA显0，20mA显2000，输入3.01mA时显示oLL，输入26.01mA时显示oHH
&&&&4mA显2000，20mA显0，输入3.01mA时显示oLL，输入26.01mA时显示oHH
&&&&显示值大于9999、低于-1999无小数点：
&&&&4mA显0，20mA显9999，输入20.01mA时因无小数点可做移位，所以显示oHH
&&&&4mA显-1999，20mA显5000，输入3.99mA时因无小数点可做移位，所以显示oLL
&&&&报警输出及应用
&&&&1、两路报警信号在主CPU中生成的直流电平信号，经光耦隔离输出，输出低电平表示报警状态，输出高电平为非报警状态。
&&&&2、因为显示控制器是无源二线制工作，最小工作电流3mA，所以报警信号也十分微弱，最低只有0.5mA。借助扩流能力很强的光敏三极管型光电耦合器将信号隔离，采用集电极开路（OC门）输出。输出接上拉电压，电流最大可扩至120mA。这种光敏三极管型的光电耦合器的原理如下图所示：图中仪表信号经光耦隔离，⑤、⑥“1H/1L”，⑦、⑧“2L/2H”接线端口是光耦OC门信号的输出端，接仪表外电源电路，对报警信号做进一步的放大与增能，最终达到可以驱动所需要的声响、光、电、制冷、加温、电机等执行机构。⑤、⑥“1H/1L”是第一路报警输出，⑦、⑧“2L/2H”是第二路报警输出，“1H”、“2H”接光敏三极管集电极，“1L”、“2L”接发射极。
&&&&3、由于光敏三极管Ic最大电流的限制，其扩流和驱动负载能力有限，用户如需更大驱动电流，用来现场驱动、电磁阀、步进电机等装置，可自行外接功率扩展电路（功率放大管或伺服电路）进行扩流放大处理或做特殊定制。&&&&&
&&&&订货选型须知
&&&&订货前请认真阅读本说明书的全部内容，以明确本产品是否符合用户现场应用并正确选型。
&&&&1、本产品出厂设定默认值按4mA显“0.0”，20mA显“200.0”调定。
&&&&2、用户订货时最好先提出显示规格要求，我们将数显表在出厂前调校好，方便用户直接使用。
&&&&3、订货时需注明接入信号类型及参数：交流、直流、电阻（位移、电位器），电桥（压力、称重）等。
&&&&责任编辑：王慧霞
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二线制变送器和四线制变送器与PLC的连接方法指南
& & & &两线制电流和四线制电流区别于：两线制电流的两根信号线既要给传感器/变送器供电，又要提供电流信号；而四线制电流的两根信号线只提供电流信号。因此，通常提供两线制电流信号的传感器/变送器是无源的；而提供四线制电流信号的传感器/变送器是有源的，所以、当PLC的模板输入通道设定为连接四线制传感器时，PLC只从模板通道的端子上采集模拟信号，而当PLC的模板输入通道设定为连接二线制传感器时，PLC的模拟输入模板的通道上还要向外输出一个直流24VDC的电源，以驱动两线制传感器/变送器工作。
&传感器型号：
1、两线制（本身需要供给24VDC电源的，输出信号为4-20MA，电流）即+接24VDC,负输出4-20mA电流。
2、四线制（有自己的供电电源，一般是220VAC ，信号线输出+为4-20MA正，-为4-20MA负。
& & &&(以2正、3负为例)
1、两线制时正极2输出24VDC电压，3接收电流），所以遇到两线制传感器时，一种接法是2接传感器正，3接传感器负；跳线为两线制电流信号。二种接法是2悬空，3接传感器的负，同时传感器正要接柜内24vdc；跳线为两线制电流信号。
& & &(以2正、3负为例)
2、四线制时正极2是接收电流，3是负极。(四线制好处是传感器负极信号与柜内M为不同电平时不会影响精度很大，因为是传感器本身电流的回路)遇到四线制传感器时，一种方法是2接传感器正，3接传感器负,PLC跳线为4线制电流。
& & &(以2正、3负为例)
3、四线制传感器与plc两线制跳线接法：信号线负与柜内M线相连。将传感器正与plc的3相连，2悬空，跳线为两线制电流。
& & &(以2正、3负为例)
&&& & 4、电压信号：2接传感器正，3接传感器负，plc跳线为电压信号。
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S7-400模拟量输入模块怎么接4-2...
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已解决问题：
S7-400模拟量输入模块怎么接4-20MA两线制传感器？
S7-400模拟量输入模块怎么接4-20MA两线制传感器？
产品版区：
悬赏分:5 | 解决时间： 12:46:10 | 提问者： -
问题ID：76403
S7-400模拟量输入模块怎么接4-20MA两线制传感器？1、SM431的14位：2线制传感器由模块供电，所以不可将M-电缆接地。2、SM431的13位：因为2线制传感器的电源电压不是由SM&431；8&x&13位提供，所以必须单独为传感器提供24&V&电压。3、上述接线方法不同，详见上传的图片。4、相关文档：《SIMATIC&S7-400&S7-400&自动化系统模块数据:》下载：
图片说明：1，&&2，&&
提问者对于答案的评价：西门子关于S7-400PLC模拟量输入这块的手册就不能够完全点啊！！晕~~~
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两线制采集电流，硬件上具体该怎么接线？——&&&&很简单，就是正接正,负接负。需要将模板的测量模块，及在其属性中作相应的设置，即2线制。同一组2通道的输入类型必须一致。注意：&&&&使用模拟量输入模块时，如果2线制输入，不推荐把模块设为4线制再串电源的接法。无论2线制或4线制输入，对模拟量输入模块来说都是正接正、负接负，只是电流流向是反的，2线制电流接法的电流是流出模块的，而4线制电流接法的电流是流入模块的。&&&&将模板的测量模块，及在其属性中作相应的设置，即2线制或4线制。同一组2通道的输入类型必须一致。测量模块与模板属性设为2线制或4线制即可。
& 19:23:46
400的没用过，不知道是不是跟300一样，300的是接在I+与M-，每组通道有五个接线孔，接在第二个I+及第五个M-就行啦！当然，这只是300普通模拟量输入模块的接线方法。
& 20:22:33
我的一贯做法：根本就不用两线制的模式，因为这会从模块里面给外面的变送器馈电，增加模块的发热量（或者说损坏的几率大）。我宁可外加一个24V的开关电源，然后模块选成4线制。
& 23:25:02
400的那个模块的，？说具体点，模拟量的模块有的接线也不同，其实你只要仔细看看接线图就明白了！
& 20:33:53
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