在工业自动化仪表系统中,有源 / 无源信号的核心区别在于信号是否自带电源,而两线制 / 四线制仪表的接线差异则体现在供电与信号传输的线路复用关系上,两者直接关联,以下是清晰的区分方法和接线步骤。
| 对比项 | 有源信号 | 无源信号 |
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| 定义 | 信号输出端自带独立电源,能主动输出电信号(如 4-20mA) | 信号输出端无独立电源,需外部设备提供电源才能输出信号 |
| 本质 | 电源与信号集成一体,是 **“主动式” 信号 ** | 仅为信号传输回路,是 **“被动式” 信号 **,依赖外部供电 |
| 典型设备 | 两线制变送器、有源传感器、信号发生器 | 无源触点(限位开关、继电器)、无源变送器、四线制仪表的信号端 |
| 测量判断 | 断开仪表与控制系统的接线,用万用表直流电流档测信号线,有 4-20mA 电流 → 有源 | 断开接线,万用表测信号线无电流;需外部供 24VDC 后,才有信号输出 → 无源 |
| 核心优势 | 接线简单,节省电缆,适用于远距离传输 | 安全性高,信号回路与电源回路隔离,抗干扰强 |
万用表实测法(最准确)
步骤 1:断开仪表信号线与 PLC/DCS 模块的连接;
步骤 2:将万用表调至直流电流档(mA 档),表笔接仪表的两根信号线;
结果:有电流显示(如 4mA)→ 有源信号;无电流显示 → 无源信号。
看仪表供电方式
仪表只有两根导线,这两根线同时承担供电和信号传输两个功能;
仪表内部自带信号调理电路,由外部 24VDC 电源供电,同时将测量参数转换为 4-20mA 有源电流信号,传输给控制系统。
供电电压范围:通常 12–36VDC,标准为 24VDC。
| 接线模式 | 适用场景 | 接线步骤 |
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| 仪表 + 外部电源 + PLC 模块 | 控制系统模块无配电功能 | 1. 外部 24VDC 电源正极 → 仪表正极(+);2. 仪表负极(-) → PLC 模拟量输入模块正极(+);3. PLC 模块负极(-) → 外部电源负极(-);→ 形成完整回路 |
| 仪表 + PLC 配电模块 | PLC 模块自带 24VDC 配电功能(如西门子 SM331 AI×××-7NF00) | 1. PLC 模块供电正极(L+) → 仪表正极(+);2. 仪表负极(-) → PLC 模块信号输入负极(-);→ 无需额外电源,模块直接给仪表供电并接收信号 |
导线规格:选用屏蔽双绞线,线径≥0.75mm²,传输距离≤1000m;
屏蔽层接地:单端接地(PLC 控制柜侧接地),避免电磁干扰;
极性不能接反:仪表 “+” 接电源 / 模块 “+”,“-” 接信号回路,反接会导致仪表无输出或损坏。
电源回路接线:外部 24VDC 电源正极 → 仪表电源端 **+V**;仪表电源端 **-V** → 电源负极;
信号回路接线:仪表信号端 **+I** → PLC 模拟量输入模块 **+;PLC 模块-** → 仪表信号端 **-I**;
关键:电源回路和信号回路完全独立,可分开布线,抗干扰能力更强。
电源与信号回路严禁混接:接错会导致仪表烧毁或信号失真;
适用于大功率仪表:如电磁流量计、大口径超声波流量计,需更大供电功率;
远距离传输:信号回路可单独加装信号隔离器,提升抗干扰能力。
| 对比项 | 两线制仪表 | 四线制仪表 |
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| 导线数量 | 2 根(供电 + 信号复用) | 4 根(供电 / 信号独立) |
| 信号类型 | 有源 4-20mA | 无源 4-20mA |
| 供电功率 | 小(≤5W),适用于小型变送器 | 大(≥10W),适用于大功率仪表 |
| 接线复杂度 | 简单,节省电缆 | 复杂,电缆用量多 |
| 抗干扰能力 | 中等(需屏蔽) | 强(电源信号隔离) |
| 典型应用 | 压力变送器、温度变送器、液位变送器 | 电磁流量计、超声波流量计、大功率分析仪 |