不同供電模式下變送器4-20mA回路的故障檢查及處理

二線制變送器和三線制變送器在工業現場使用較多，4-20mA回路故障時有發生，昌暉儀表在本文分享不同供電模式下二線制變送器4-20mA回路和三線制變送器4-20mA回路的故障檢查及處理經驗。

1、常規二線制變送器4-20mA回路的檢查及處理

圖1和圖2為兩線制4-20mA信號的常規回路，圖1為DCS卡件供電和圖2為直流電源供電兩種形式。判斷故障時，可用萬用表直流電壓擋測量V+端對地或對電源負端的電壓值，在21-24V左右，變送器都能正常工作；變送器內電路開路時，所測電壓會略高于24V。測出的電壓為0V，可能是變送器的供電中斷，測出的電壓很低，低于12V(模擬變送器)或18V(智能變送器)可能是回路有短路現象。進一步判斷可斷開V+端，測量電壓，仍為0V，可能是供電中斷或接線斷路，也有可能是正線接地，或者正、負線短路。電壓仍很低，說明輸出回路有短路故障。

圖1 DCS卡件供電的二線制變送器4-20mA回路

圖2   直流電源供電的二線制變送器4-20mA回路

測量電壓時再配合測量回路電流，可使故障判斷更準確，即在I+端串入萬用表，測量變送器輸出電流是否在4-20mA范圍內，也可通過測量250Ω電阻兩端的電壓是否住1-5VDC范圍內，間接判斷變送器是否正常，所測電流在4-20mA范圍內，說明變送器能正常工作；所測電流≥20mA，可能是負載短路或輸出回路有接地故障。如測出的電流為0，可能是變送器供電中斷或者接線斷路，還有可能是DCS卡件內的保險開路，或者卡件供電電源保護電路動作。所測電流≤4mA或≥20mA，可能是變送器有故障，輸出回路中存在接地導致電流分流或并流。

有時只測量一根線上的電流，可能還難確定故障，如在現場就遇過變送器的輸出電流值與手操器上的顯示值一致，但DCS畫面卻顯示為壞點，檢查DCS的卡件正常，串入V+端測得電流為16mA(見圖1)與變送器表頭顯示是一致的，但測量DCS卡件I+端的電流僅有3mA，這電流就是DCS的輸入信號，由于小于4mA，所以DCS 畫面顯示為壞點。那13mA電流到哪兒去了?從Ic端至I+端的電流被分流了，結論只有一個信號負線漏電，用兆歐表測定負線的確漏電，對導線的絕緣處理后，DCS畫面顯示與變送器顯示一致。在判斷信號線有無短路、斷路、漏電接地故障時，分別測量變送器端及DCS卡件端的電流還是很有必要。

2、配用安全柵回路的檢查及處理

圖3和圖4為兩線制4-20mA信號配安全柵的回路，圖3為DCS卡件供電(安全柵為輸出側獲取能量無源安全柵，對這種安全柵功能和特點，請移步至//yunrun.com.cn/product/list_85.html)、圖4為安全柵供電幾種形式。故障判斷可參考常規回路的方法，還需要對安全柵是否有故障進行判斷。安全柵可以通過測量輸入端及輸出端的電流，來判斷足否正常，但有的安全柵只能通過測量250Ω電阻兩端的電壓來判斷故障。還可觀察安全柵的故障燈是否常亮，紅燈常亮可能輸入回路有故障，如斷線、接線松動、安全柵供電電壓有問題等。一進二出的安全柵兩組信號不一致，先確定是安全柵還是卡件有問題，測得安全柵兩組信號一致，先檢查卡件是否正常，可試把安全柵的輸出信號換到空的AI通道上觀察并判斷。更換后兩組信號仍不一致，應檢查設置是否正確，兩通道的量程是否一致，卡件的線制設置是否搞混。

 圖3  DCS卡件供電配用輸出側獲取能量安全柵的兩線制4-20mA回路

圖4  安全柵供電的兩線制變送器4-20mA回路

3、三線制變送器4-20mA回路的檢查及處理

圖5和圖6為三線制4-20mA信號回路，三線制變送器電源都是單獨供電，電源負端和信號負端共用一根線。有防爆要求或不能共地的場合應使用安全柵，其供電大多由安全柵提供，如圖6所示，故障判斷可參考以上輸出回路的方法進行。

圖5  DCS卡件供電的三線制變送器4-20mA回路

圖6  安全柵供電的三線制變送器4-20mA回路