不同供电模式下变送器4-20mA回路的故障检查及处理

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不同供电模式下变送器4-20mA回路的故障检查及处理 [复制链接]

二线制变送器和三线制变送器在工业现场使用较多，4-20mA回路故障时有发生，本文分享不同供电模式下二线制变送器4-20mA回路和三线制变送器4-20mA回路的故障检查及处理经验。

1、常规二线制变送器4-20mA回路的检查及处理
图1和图2为两线制4-20mA信号的常规回路，图1为DCS卡件供电和图2为直流电源供电两种形式。判断故障时，可用万用表直流电压挡测量V+端对地或对电源负端的电压值，在21-24V左右，变送器都能正常工作；变送器内电路开路时，所测电压会略高于24V。测出的电压为0V，可能是变送器的供电中断，测出的电压很低，低于12V(模拟变送器)或18V(智能变送器)可能是回路有短路现象。进一步判断可断开V+端，测量电压，仍为0V，可能是供电中断或接线断路，也有可能是正线接地，或者正、负线短路。电压仍很低，说明输出回路有短路故障。

图1 DCS卡件供电的二线制变送器4-20mA回路


图2   直流电源供电的二线制变送器4-20mA回路

测量电压时再配合测量回路电流，可使故障判断更准确，即在I+端串入万用表，测量变送器输出电流是否在4-20mA范围内，也可通过测量250Ω电阻两端的电压是否住1-5VDC范围内，间接判断变送器是否正常，所测电流在4-20mA范围内，说明变送器能正常工作；所测电流≥20mA，可能是负载短路或输出回路有接地故障。如测出的电流为0，可能是变送器供电中断或者接线断路，还有可能是DCS卡件内的保险开路，或者卡件供电电源保护电路动作。所测电流≤4mA或≥20mA，可能是变送器有故障，输出回路中存在接地导致电流分流或并流。

有时只测量一根线上的电流，可能还难确定故障，如在现场就遇过变送器的输出电流值与手操器上的显示值一致，但DCS画面却显示为坏点，检查DCS的卡件正常，串入V+端测得电流为16mA(见图1)与变送器表头显示是一致的，但测量DCS卡件I+端的电流仅有3mA，这电流就是DCS的输入信号，由于小于4mA，所以DCS 画面显示为坏点。那13mA电流到哪儿去了?从Ic端至I+端的电流被分流了，结论只有一个信号负线漏电，用兆欧表测定负线的确漏电，对导线的绝缘处理后，DCS画面显示与变送器显示一致。在判断信号线有无短路、断路、漏电接地故障时，分别测量变送器端及DCS卡件端的电流还是很有必要。
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2、配用安全栅回路的检查及处理
图3和图4为两线制4-20mA信号配安全栅的回路，图3为DCS卡件供电(安全栅为输出侧获取能量无源安全栅，对这种安全栅功能和特点，请移步至昌晖仪表网了解)、图4为安全栅供电几种形式。故障判断可参考常规回路的方法，还需要对安全栅是否有故障进行判断。安全栅可以通过测量输入端及输出端的电流，来判断足否正常，但有的安全栅只能通过测量250Ω电阻两端的电压来判断故障。还可观察安全栅的故障灯是否常亮，红灯常亮可能输入回路有故障，如断线、接线松动、安全栅供电电压有问题等。一进二出的安全栅两组信号不一致，先确定是安全栅还是卡件有问题，测得安全栅两组信号一致，先检查卡件是否正常，可试把安全栅的输出信号换到空的AI通道上观察并判断。更换后两组信号仍不一致，应检查设置是否正确，两通道的量程是否一致，卡件的线制设置是否搞混。

图3  DCS卡件供电配用输出侧获取能量安全栅的两线制4-20mA回路


图4  安全栅供电的两线制变送器4-20mA回路

3、三线制变送器4-20mA回路的检查及处理
图5和图6为三线制4-20mA信号回路，三线制变送器电源都是单独供电，电源负端和信号负端共用一根线。有防爆要求或不能共地的场合应使用安全栅，其供电大多由安全栅提供，如图6所示，故障判断可参考以上输出回路的方法进行。

图5  DCS卡件供电的三线制变送器4-20mA回路


图6  安全栅供电的三线制变送器4-20mA回路