看图2,在图2中最左边的器件叫压力变送器,如果我们想要在远方知道就地的压力数值就全靠它了。它是怎么做到的呢?看图2的中间,其实压力变送器它里面就是一块电路板,电路板连接着一个压力传感器F。它的工作原理就是压力传感器F实时检测管道压力,把检测到的压力再传到电路板的C,检测信号进入电路板后,通过电路板的转换与计算,把这个压力信号转换成一个电流信号由A和B这两个点输出。图2最右边就是这个转换的示意图,我们看到它可以把一个0-10kpa的压力信号转换成一个4-20mA的电流信号,由A和B这两个点输出。这时我们就说A和B这两个点输出的就是一个模拟量信号。这个模拟量电信号可以是4-20mA的电流信号,也可以是0-10V的电压信号。模拟量信号的特点是它的值是在一个数值范围内连续可变的。这就是所说的模拟量信号。下面看一下模拟量信号是怎么把压力信号远传输出的。
图3,假设我们管道上安装的是一块量程为0-10kpa的压力变送器,我们让一个电源的正极接压力变送器的B点,负极串联一块万用表到压力变送器的A点,并将万用表打到电流档。然后我们先看图3的左面,当压力变送器C点的压力是5kpa时,万用表的的电流读数是12mA。正好是4-20mA的电流信号的中间值,而5kpa也正好是0-10kpa压力值的中间值。再看图3右边,当压力变送器C点的压力是10kpa时,万用表的的电流读数正好是20mA。这样0-10kpa压力值就对应了4-20mA的电流信号值,我们只要在远方通过一个接收设备把这个4-20mA的电流信号值提取出来,再通过一定的计算,就能知道就地的压力值是多少了。这个接收设备可以是PLC也可以是数显仪表等。
这里再说一下,为什么要把压力信号转换成4-20mA的电流信号,而不是0-20mA的电流信号或0-10V的电压信号。因为1,0-10V的电压信号容易受到外界的电磁干扰,特别是电缆长度很长时干扰更明显。2,用0-20mA的电流信号的话,就无法判断在电流信号是0mA时,到底是电缆断线引起的故障0mA,还是压力本身就是0kpa而输出的正常的0mA。所以现在市场中的压力变送器绝大多数都是使用4-20mA的模拟量电流信号。
图4,就是一个通过西门子s7-200 PLC读取压力变送器压力值的接线图例,这是一种最基本的使用方法,左边是开关量的,右边是模拟量的,不同的信号类型要接到PLC不同输入端。