4-20mA电流输出回路抗射频干扰研究.pdf

　第３５卷 第１２期 华电技术 Ｖｏｌ．３５　Ｎｏ．１２　 　　２０１３年１２月 ＨｕａｄｉａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｃ．２０１３　 ４～２０ｍＡ电流输出回路抗射频干扰研究 马伟东，吴胜华 （南京国电南自美卓控制系统有限公司，江苏 南京　２１００３２） 摘　要：针对工业控制领域常用的４～２０ｍＡ电流输出回路所遭遇的射频干扰问题，经过试验测试，给出了提高４～２０ｍＡ 电流输出回路抗射频干扰的研究数据及解决方案，改进措施应用于分散控制系统，运行情况良好。 关键词：工业控制；射频；抗干扰；４～２０ｍＡ电流输出回路；精度；仪表 中图分类号：ＴＰ２１１　　　文献标志码：Ｂ　　　文章编号：１６７４－１９５１（２０１３）１２－００１１－０３ 由于专用芯片具有优越的电气性能，整体回路 ０　引言 的射频抗干扰能力一般可以保证，但是该电路成本 在工业控制现场，用仪表放大器来完成信号的 相对较高。 调理并进行长线传输，会产生几个问题：由于传输的 ２）使用集成电路搭建４～２０ｍＡ电流输出电 （ 信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰；传输线 路。使用成本相对低廉的放大器、阻容器件等搭建 的分布电阻会产生电压降；现场需要提供放大器电 的４～２０ｍＡ电流输出回路，其抗射频干扰能力较前 源。为了解决上述问题并避开相关噪声的影响，不 者要弱。图１为工业控制界一种较常见的４～２０ 使用电压而使用电流来传输信号。 ｍＡ电流输出电路。 由于４～２０ｍＡ电流环具有良好的抗干扰性能， 在ＰＬＣ，ＤＣＳ领域，对该４～２０ｍＡ电流输出回 因此在可编程逻辑控制器（ＰＬＣ）、分散控制系统 路的精度要求通常为０．２％。 （ＤＣＳ）中大量使用，用于阀门开度控制、执行机构控 选取含有以上４～２０ｍＡ电流输出回路的全新 制以及变频调速等，其重要性不言而喻。 输出模块，将其４～２０ｍＡ电流输出接到４～２０ｍＡ 工业控制现场存在大量的射频干扰（最常见的 测量仪表上（对比试验证实该仪表射频抗干扰能力 为工业对讲机），故对４～２０ｍＡ电流输出回路有一 较好），并使用火电厂内常用规格的对讲机作为射 定的抗射频干扰能力要求。 频干扰发射信号，在４～２０ｍＡ电流输出端对全新模 块施加射频干扰。 １　４～２０ｍＡ电流输出回路射频干扰现状 干扰施加时可发现，４～２０ｍＡ电流输出波动幅 对于４～２０ｍＡ电流输出回路，业界较常使用的 度并不固定，有如下规律：对讲机靠输出口越近，则 ２种方式为： 输出偏差越大；对讲机靠输出口越远，则输出偏差越 （１）使用专用的集成芯片，例如使用可直接输 小。输出偏差小至０．５ｍＡ，大至几ｍＡ不定。估算 出４～２０ｍＡ的ＡＤ４２０芯片来完成电路设计。 下来，射频干扰对该４～２０ｍＡ电流输出回路的精度 图１　业界较常见的４～２０ｍＡ输出回路 影响为３％～４０％，远超允许范围。可见射频干扰 收稿日期：２０１３－０６－０５ 对该４～２