【導(dǎo)讀】如果從事自動(dòng)化控制工作的儀表人不清楚無源信號、有源信號、無源接點(diǎn)(干接點(diǎn))、有源接點(diǎn)(濕接點(diǎn)),必然會很頭大。本文是介紹這些知識點(diǎn)的干貨文章,希望對大家有所幫助。
第一部分
(一)無源信號和有源信號(模擬量)
(1)無源信號和有源信號定義
對于電流信號而言,若設(shè)備有獨(dú)立的工作電源線,那它提供的信號輸出(比如4-20mA)為有源信號;若設(shè)備本身無獨(dú)立工作電源,它提供的信號為無源信號。三線制儀表、四線制儀表的輸出信號為有源信號,二線制儀表輸出為無源信號。
(2)如何采集無源信號和有源信號
①對于有源信號的采集很簡單,首先要接通信號源設(shè)備的電源(通常有三線制和四線制兩種)讓設(shè)備正常工作,其次將采集設(shè)備輸入接口的正端和負(fù)端分別與信號源設(shè)備的正端和負(fù)端對應(yīng)連接行。
②對于無源信號的采集,首先需要一個(gè)直流24V電源(因?yàn)樘峁o源信號的二線制儀表無獨(dú)立的工作電源,當(dāng)它需要輸出4-20mA信號時(shí),它的工作電壓需要外部設(shè)備來提供。這個(gè)DC24V電源可以是獨(dú)立電源,也可以是無源信號采集設(shè)備配電功能提供);其次二線制儀表、DC24V電源和無源信號采集設(shè)備三者之間的應(yīng)形成正確回路:DC24V電源正極接二線制儀表4-20mA輸出的正極,二線制儀表4-20mA輸出的負(fù)極接入采集設(shè)備4-20mA信號輸入端正極,采集設(shè)備4-20mA信號輸入端負(fù)極接DC24V電源負(fù)極,這樣就形成完整的回路。
(二)有源接點(diǎn)和無源接點(diǎn)(開關(guān)量)
(1)無源接點(diǎn)的定義
無源接點(diǎn)俗稱干接點(diǎn)或無源開關(guān),干接點(diǎn)是一種電氣開關(guān),具有閉合和斷開的兩種狀態(tài);2個(gè)接點(diǎn)之間沒有極性,可以互換。
(2)常見的無源接點(diǎn)信號
①各種開關(guān)如:限位開關(guān)、行程開關(guān)、腳踏開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、溫度開關(guān)、液位開關(guān)等;
②各種按鍵;
③各種傳感器的輸出,如:環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控中的傳感器:水浸傳感器、火災(zāi)報(bào)警傳感器、玻璃破碎、振動(dòng)、煙霧和凝結(jié)傳感器;繼電器、干簧管的輸出。
(3)有源接點(diǎn)的定義
有源接點(diǎn)俗稱濕接點(diǎn)或有源開關(guān),具有有電和無電的兩種狀態(tài);2個(gè)接點(diǎn)之間有極性,不能反接。
(4)最常見的有源接點(diǎn)信號
①把以上的干接點(diǎn)信號,接上電源,再跟電源的另外一極作為輸出,就是有源節(jié)點(diǎn)信號。工業(yè)控制上常用的濕接的電壓范圍是DC0-30V,標(biāo)準(zhǔn)的是DC24V;電氣設(shè)備二次回路中通常的濕接的電壓范圍是AC110-380V,常用AC220V或AC380V濕接點(diǎn)。
②把TTL電平輸出作為濕接點(diǎn),也未嘗不可;一般情況下,TTL電平需要帶緩沖輸出的,例如:7407、245、244等,與VCC等構(gòu)成回路;244、245也可以跟gnd構(gòu)成回路;才能驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)方的光耦。
③NPN三極管的集電極輸出和VCC。
④達(dá)林頓管的集電極輸出和VCC。
⑤紅外反射傳感器和對射傳感器的輸出。
(5)無源接點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)
在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用中,因無源接點(diǎn)(干接點(diǎn))無極性限制,其數(shù)量遠(yuǎn)多于有源接點(diǎn),無源接點(diǎn)有如下優(yōu)點(diǎn):
①隨便接入,降低工程成本和工程人員要求,提高工程速度。
②處理干接點(diǎn)開關(guān)量數(shù)量多。
③連接干接點(diǎn)的導(dǎo)線即使長期短路既不會損壞本地的控制設(shè)備,也不會損壞遠(yuǎn)方的設(shè)備。
④接入容易,接口容易統(tǒng)一。
第二部分
1.無源節(jié)點(diǎn)的定義:無源開關(guān);具有閉合和斷開的2種狀態(tài);2個(gè)節(jié)點(diǎn)之間沒有極性,可以互換;常見的無源節(jié)點(diǎn)信號有:(1)各種開關(guān)如:限位開關(guān)、行程開關(guān)、腳踏開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、溫度開關(guān)、液位開關(guān)等;(2)各種按鍵;(3)各種傳感器的輸出,如:環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控中的傳感器:水浸傳感器、火災(zāi)報(bào)警傳感器、玻璃破碎、振動(dòng)、煙霧和凝結(jié)傳感器;(4)繼電器、干簧管的輸出;
2.有源節(jié)點(diǎn)的定義是:有源開關(guān);具有有電和無電的2種狀態(tài);2個(gè)接點(diǎn)之間有極性,不能反接;最常見的有源節(jié)點(diǎn)信號是:(1)把以上的干節(jié)點(diǎn)信號,接上電源,再跟電源的另外一極,作為輸出,就是有源節(jié)點(diǎn)信號;工業(yè)控制上,常用的濕節(jié)點(diǎn)的電壓范圍是DC0~30V,比較標(biāo)準(zhǔn)的是DC24V;AC110~220V的輸出也可以是有源節(jié)點(diǎn),盡管這樣做比較少。
現(xiàn)在現(xiàn)場儀表和二次儀表相連如采用二線制信號,一般是4-20mA,此信號分為有源和無源二種,有源:4-20mA中已有現(xiàn)場儀表提供帶有電壓的信號。
無源:需二次儀表提供配電(DC24V)和現(xiàn)場儀表串聯(lián),構(gòu)成二線制4-20mA的回路,才能正常工作,如二次儀表不帶配電是不能產(chǎn)生回路,也就沒有電流回路信號了。
二線制儀表回路最大電流在小于25mA之內(nèi),電壓又是固定的DC24V,那么功率也就在此范圍之內(nèi),如現(xiàn)場儀表功耗大于此,那二線制就不能提供此能量,所以只有采用電源單獨(dú)供電,信號單獨(dú)輸出的方式,也就是四線制信號方式。
有源和無源是相對于變送器來說的,變送器提供24V的為有源(四線制),變送器不提供24V的為無源(兩線制)。
有源是指各類變送器或者信號源等設(shè)備已經(jīng)一組供電回路給它供電。直接輸出一組4~20mA正負(fù)兩線的信號回路,給采集設(shè)備直接測量。
無源是指各類變送器或者信號源等設(shè)備沒有供電回路給它供電。必須要有采集設(shè)備供給它工作電源,才可以輸出一組4~20mA正負(fù)兩線的信號回路,給采集設(shè)備直接測量。