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2024 - 08 - 07
雷达料位计在电厂中的应用∵火力发电厂原料仓(煤灰)高粉尘和液位计水汽的凝结现象。一直是物/液位测量的重大难题,本文主要详细阐述了RBRDZB-71-6-C雷达料位计针对这一复杂工况提出了解决方案。一.说明我国是个产煤大国,以煤炭为原料的行业比较多。如煤化工,煤制油,煤发电,其中煤发电的主要燃料就是煤,在电厂发电过程中是由煤燃烧水冷壁带动汽轮机发电,最终水变成高温水。煤燃烧变成灰。∴发电厂中的煤水灰监测测量显得尤为重要。标志着发电的稳定性,保证火力电厂的稳定运行。为了提高电厂的发电效率,以及稳定的自动化运行水平,在生产过程中,煤/灰在输送过程中产生的高粉尘,水经过加热流转过程中产生的凝结现象。给测量带来了更高的要求。雷达料液位计RBRDZB-71-6-C可以根据现场的介质,软件自带增益功能,根据现场介质的介电常数系统自动调节。可以穿透高粉尘,以及在水蒸气凝结雷达天线的情况下,依然稳定运行。二.在选择电厂物液位传感器时,需要考虑以下几个因素使用接触式传感器、非接触传感器?接触型重锤料位、导波雷达。非接触型超声波、激光,雷达。都需要一些场景限制。如选择不当,要么维护量大。要么达不到测量效果。例如电厂中的料位测量煤、灰在输送过程中料面形状为不规则性,在进料卸料过程中料面形状为凹凸状并带有大量粉尘。重锤物位计测量。(属于间歇式测量)不间断的利用重锤上下接触测量,精度低,经常出现埋锤断缆现象,...
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2022 - 06 - 29
国家政策作为发展的指南针,确定着行业绿色转型升级的大方向。从《工业废水循环利用实施方案》到《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》,再到《工业水效提升行动计划》,工业水资源利用正逐步规范化、合理化。   各行业单位产品取水量要求进一步下降:钢铁行业取水量预期下降10%,石化化工行业取水量预期下降5%,食品行业取水量预期下降15%……纺织业单位产品取水量要求在2025年下降10~15%,对此,中国纺织工业联合会产业部、环资委副处长表示,纺织行业的用水效率偏低,水重复利用率不到70%,该目标的提出,有利于纺织行业节水提效。未来,需要行业从聚焦集约、管理创新、产品创新、工艺改进、技术推广等方面综合推进。   一般来说,工业用水包括工业生产用水及职工生活用水,其中,生产用水是工业提升水资源利用效率需要紧抓的关键所在。2025年万元工业增加值用水量将实现较2020年下降16%,持续向工业企业施压后,多地区工业领域突出成绩亮了。   北京推动将再生水作为工业用水首要来源,2021年北京工业再生水利用量达6754万立方米,八大热电中心及热电厂等电力工业全部实现再生水替代,工业用水压力得到缓解。   武汉2021年各项节水指标持续提升,保持在全国先进水平行列。工业用水重复利用率达91.52%,万元工业增加值用水量34.2m3。   广东去年除人均...
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2022 - 07 - 21
近日,国家市场监督管理总局发布2022民生领域案件查办“铁拳”行动典型案例,其中包含一则过度包装食品案例。相关企业包装孔隙率不符合《限制商品过度包装要求食品和化妆品》(GB 23350-2009)的规定,属过度包装。就此,市监局提醒,过度包装不仅增加了消费者的购买成本,更关键的是会造成环境污染和资源浪费,并表示后续将持续开展治理过度包装行动,推动践行绿色消费理念、形成共同抵制过度包装商品的良好氛围。天猫在六一八大促期间提出了#简单包装就好#的倡议,碧浪、康师傅、悦木之源等不同领域的不同品牌方纷纷加入到这次的环保队列。其中,有的成员是新加入的,而有的成员却在环保包装这条路上已经形成了大量实践经验。食品相关企业作为环保包装的重要领域,更是积极响应着国家号召。反过度包装,具体来看包括反对产品空隙过大、包装层数过多、包装成本过高等。据相关报道,此前中国食品工业协会、中国酒业协会、中国茶叶流通协会等10家食品行业协会联合148家食品生产企业向食品行业发出倡议并承诺抵制产品过度包装。有研究表明,我国包装废弃物约占城市生活垃圾的30%至40%,在快递、电商行业的日益繁荣下,包装浪费更需提升重视程度。日前,强制性国家标准《限制商品过度包装要求 食品和化妆品》(GB 23350-2021)发布,并将于2023年9月起正式实施。该标准明确,包装材料不得使用贵金属和红木材料,粮食及其加工品包装...
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为什么变送器和传感器要用4~20mA作传送信号?

发布日期: 2023-01-04
浏览人气: 382

一般仪器仪表的信号电流都为4-20mA,指最小电流为4mA,最大电流为20mA 。传输信号时候,因为导线上也有电阻,如果用电压传输则会在导线内产生一定的压降,那接收端的信号就会产生一定的误差了,所以一般使用电流信号作为变送器的标准传输。


一、什么是4~20mA.DC(1~5V.DC)信号制?


4~20mA.DC(1~5V.DC)信号制是国际电工委员会(IEC):过程控制系统用模拟信号标准。我国从DDZ-Ⅲ型电动仪表开始采用这一国际标准信号制,仪表传输信号采用4~20mA.DC,联络信号采用1~5V.DC,即采用电流传输、电压接收的信号系统。


4~20mA电流环工作原理:


在工业现场,用一个仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输,会产生以下问题:第一,由于传输的信号是电压信号,传输线会受到噪声的干扰;第二,传输线的分布电阻会产生电压降;第三,在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。

为什么变送器和传感器要用4~20mA作传送信号?

为了解决上述问题和避开相关噪声的影响,我们用电流来传输信号,因为电流对噪声并不敏感。4~20mA的电流环便是用4mA表示零信号,用20mA表示信号的满刻度,而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。


二、4~20mA.DC(1~5V.DC)信号制的优点?


现场仪表可实现两线制,所谓两线制即电源、负载串联在一起,有一公共点,而现场变送器与控制室仪表之前的信号联络及供电仅用两根电线。因为信号起点电流为4mA.DC,为变送器提供了静态工作电流,同时仪表电气零点为4mA.DC,不与机械零点重合,这种“活零点”有利于识别断电和断线等故障。而且两线制还便于使用安全栅,利于安全防爆。


控制室仪表采用电压并联信号传输,同一个控制系统所属的仪表之间有公共端,便于检测仪表、调节仪表、计算机、报警装置配用,并方便接线。


现场仪表与控制室仪表之间的联络信号采用4~20mA.DC的理由是:因为现场与控制室之间的距离较远,连接电线的电阻较大,如果用电压信号远传,优于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压,将产生较大的误差,而用恒流源信号作为远传,只要传送回路不出现分支,回路中的电流就不会随电线长短而改变,从而保证了传送的精度。


控制室仪表之间的联络信号采用1~5V.DC理由是:为了便于多台仪表共同接收同一个信号,并有利于接线和构成各种复杂的控制系统。如果用电流源作联络信号,当多台仪表共同接收同一个信号时,它们的输入电阻必须串联起来,这会使最大负载电阻超过变送仪表的负载能力,而且各接收仪表的信号负端电位各不相同,会引入干扰,而且不能做到单一集中供电。


采用电压源信号联络,与现场仪表的联络用的电流信号必须转换为电压信号,最简单的办法就是:在电流传送回路中串联一个250Ω的标准电阻,把4~20mA.DC转换为1~5V.DC,通常由配电器来完成这一任务。


三、为什么变送器选择4~20mA.DC作传送信号?


1、首先是从现场应用的安全考虑


安全重点是以防爆安全火花型仪表来考虑的,并以控制仪表能量为前提,把维持仪表正常工作的静态和动态功耗降低到最低限度。输出4~20mA.DC标准信号的变送器,其电源电压通常采用24V.DC,采用直流电压的主要原因是可以不用大容量的电容器及电感器,就只需考虑变送器与控制室仪表连接导线的分布电容及电感,如2mm 2 的导线其分布电容为0.05μ/km左右;对于单线的电感为0.4mH/km左右;大大低于引爆氢气的数值,显然这对防爆是非常有利的。


2、传送信号用电流源优于电压源


因为现场与控制室之间的距离较远,连接电线的电阻较大时,如果用电压源信号远传,由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压,将产生较大的误差,如果用电流源信号作为远传,只要传送回路不出现分支,回路中的电流就不会随电线长短而改变,从而保证了传送的精度。


3、信号最大电流选择20mA的原因


最大电流20mA的选择是基于安全、实用、功耗、成本的考虑。安全火花仪表只能采用低电压、低电流, 4~20mA电流和24V.DC对易燃氢气也是安全的,对于24V.DC氢气的引爆电流为200mA,远在20mA以上,此外还要综合考虑生产现场仪表之间的连接距离,所带负载等因素;还有功耗及成本问题,对电子元件的要求,供电功率的要求等因素。


4、信号起点电流选择 4mA的原因


输出为 4~20mA的变送器以两线制的居多,两线制即电源、负载串联在一起,有一公共点,而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线。为什么起点信号不是0mA?这是基于两点:一是变送器电路没有静态工作电流将无法工作,信号起点电流4mA.DC,不与机械零点重合,这种“活零点”有利于识别断电和断线等故障。


四、4~20mA传感器的由来?


采用电流信号的原因是不容易受干扰、并且电流源内阻无穷大,导线电阻串联在回路中不影响精度,在普通双绞线上可以传输数百米。


采用电流信号的原因是不容易受干扰,因为工业现场的噪声电压的幅度可能达到数V,但是噪声的功率很弱,所以噪声电流通常小于nA级别,因此给4-20mA传输带来的误差非常小;电流源内阻趋于无穷大,导线电阻串联在回路中不影响精度,因此在普通双绞线上可以传输数百米;由于电流源的大内阻和恒流输出,在接收端我们只需放置一个250欧姆到地的电阻就可以获得0-5V的电压,低输入阻抗的接收器的好处是nA级的输入电流噪声只产生非常微弱的电压噪声。


上限取20mA是因为防爆的要求:20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限没有取0mA的原因是为了能检测断线:正常工作时不会低于4mA,当传输线因故障断路,环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。电流型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出,必然要有外电源为其供电。最典型的是变送器需要两根电源线,加上两根电流输出线,总共要接4根线,称之为四线制变送器。当然,电流输出可以与电源公用一根线公用VCC或者GND,可节省一根线,称之为三线制变送器。其实大家可能注意到,4-20mA电流本身就可以为变送器供电。变送器在电路中相当于一个特殊的负载,特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。显示仪表只需要串在电路中即可。这种变送器只需外接2根线,因而被称为两线制变送器。工业电流环标准下限为4mA,因此只要在量程范围内,变送器至少有4mA供电。


因此、4-20mA的信号输出一般不容易受干扰而且安全可靠、所以工业上普遍使用的都是二线制4-20mA的电源输出信号。但为了能更好的处理传感器的信号、目前还有更多其它形式的输出信号:3.33MV/V;2MV/V;0-5V; 0-10V等。


另附一张4到20mA转电压信号的简单电路图:

为什么变送器和传感器要用4~20mA作传送信号?

这张图使用一个250欧姆的电阻将4到20mA的电流信号转换成1到5V的电压信号,然后使用一个RC滤波加一个稳压二极管接到单片机的AD转换引脚。

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