什麼是4-20mA迴路？它是如何工作的？
工業過程中測試迴路包括傳感器輸入、溫度、壓力、流量等。
被測量的過程變量被轉化成信號傳輸到迴路中的其它單元，例如顯示器和控制器；接著控制器根據信號對過程進行控制，例如，對閥門等執行關閉或開啟的動作。
控制迴路可以是模擬量的，也可以是離散量。
4-20mA控制迴路的構成基礎要件
- 24V電源供電
- 變送器控制4-20mA信號使其與過程變量成比例變化
- 指示器將4-20mA信號轉化為相應過程變量
- 指示器或控制器I/O輸入電阻250Ω分流器生成1-5V輸入信號（歐姆定律：電壓=電流*電阻，4-20 mA X 250 ohms = 1-5V）
控制迴路中的溫度變送器和壓力變送器
迴路中的溫度變送器通常通常測量的是過程介質，如流體等的溫度值。
通常情況下：
- 它們將熱電偶或熱電阻傳感器的溫度信號轉換為4-20mA信號然後再輸出；
- 控制器再將4-20mA反譯為具體的溫度值；
- 基於此溫度值，控制迴路給實現對過程終端控制元件的控制。
同樣，控制迴路中的壓力變送器，通常用來測量過程介質的壓力值：
- 傳感器感知壓力，又由變送器將信號轉換為4-20mA信號；
- 控制器再將4-20mA信號反譯為壓力值；
- 控制器根據壓力值，給閥門發送指令，控制閥門開度實現安全閥控制，確保容器不產生危險壓力。
常見控制迴路故障及原因
- 接線和端子的問題：壞的終端，絕緣問題，線路的腐蝕及汙染等；
- 迴路電源：噪音干擾、過壓等問題都可能導致迴路工作的不正常；
- 控制系統I/O卡件故障；
- 變送器；
- 傳感器：元件的損壞、測量通道的阻塞。
迴路故障排查步驟
一. 驗證4-20mA信號
用串聯法或用毫安電流鉗表測量4-20毫安信號
- 驗證電源供電
- 查找線路問題
- 查找I/O問題
- 查找有問題的接線終端
故障排查步驟：
- 測量回路中的毫安數值，如果測量到了0mA，那麼繼續深入排障；
- 如果控制器沒有指示顯示，可能是I/O輸入的保險絲熔斷，迴路出現開路故障。
二. 控制器I/O問題排障：4-20毫安迴路排障(替代測試)
變送器替代測試是非常好的I/O故障分析方法，即使用測試設備輸出一個標準信號來核對控制的輸出。
故障排查步驟：
- 斷開變送器連接，將回路校準器或過程表連接在原變送器位置；
- 設置毫安模擬，並設置範圍在4-20毫安；
- 驗證指示器的正確數值，在同一測試中完成對線路、電源供電和I/O的測試；
- 如果控制器沒有指示顯示，可能是I/O輸入的保險絲熔斷，迴路出現開路故障。可通過測量在250Ω輸入來進行驗證。
三. 電源供電問題排查
使用迴路校驗儀或多用表，測量回路供電電壓。
故障排查步驟：
- 測量電源供電，應該在近似24V。
- 如果測量結果是不確定的，就進行替代測試。
2.1 斷開裝置迴路電源
2.2 將回路校準器或過程表的24V迴路供電端連接在這個位置
2.3 如果此時問題得到解決，那麼裝置的迴路電源可能有缺陷或者存在過載
四. 線路噪聲排障
線路噪聲產生的原因絕緣性能差、電纜屏蔽故障、接地迴路故障、臨界電源供電、佈線錯誤等。
噪聲信號的捕捉和確認可以通過帶萬用表功能的過程多用表，或者萬用表、手持式示波表等設備來查找系統中是否存在交流信號。
在正常情況下，系統中應該只有少量的mV級的交流電壓存在。
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