热工控制仪表模似信号标准化（一）

设计热工控制仪表时，应力求做到通用化和相互兼容。通用化是指同一台仪表可用来显示或控制不同的参数，尽管被测的被控参数千差万别，也不论它们的变化范围如何，虽然所用的传感器、变送器、转换器不一样，但显示仪表及控制仪表却完全相同，这叫做通用化。

相互兼容（也称可互操作）是指不同系列或不同厂家生产的仪表能够共同使用在同一检测控制系统中，彼此配合，共同实现系统的功能。如能做到通用化和相互兼容，就能改善控制仪表及其部件的互换性，减少备品备件。在生产工艺流程改变时，原有仪表中的大多数都能物 尽其用，节省改建的投资。

以前广泛使用的电动或气动单元组合仪表具有很好的通用性，不仅其显示单元和控制单元是通用的，甚至像差压变送器这样的变送单元也可以用于压力、流量、液位、密度和力等多种信号的测量。某些温度变送器设计成既可以配热电偶，也可以配热电阻，既可以测一个 点的温度，也可以测两个点的温度或温差，其测量范围和零点都能自由调整通用化不但使仪表制造厂减少了品种规格，还给用户带来灵活方便、一物多用的好处。

在火电厂中，安装在控制室的DCS要与安装在生产现场的变送器、执行器进行信号连接，要做到通用性和相互兼容，必须统一仪表间的信号制式，无论模拟信号还是数字信号，都应该标准化。

信号制是指在成套系列仪表中，各个仪表的输人、输出信号采用何种统一的联络信号问 题。只有采用统一信号，才能使各个仪表间的任意连接成为可能。

一、模拟气动信号标准

根据国际标准IEC 382过程控制系统用模拟气动信号》，我国制定了国家标准GB/T 777—1985、《工业自动化仪表用模拟气动信号》‘该标准规定的模拟气动信号下限值和上限值 如表3 - 1所示。.气动调节仪表的输入、输出信号，过去统一吏用0. 2～lkgf/cm2，根据当前 国家标准改为20～100kPa的模拟气压信号。

二、模拟直流电流信号标准

在国际标准IEC 381和IEC 381A《过程控制系统用模拟直流电流信号及其第一次补充》 的基础上，我国颁布了国家标准GB/T 3369-1989《工业自动化仪表用模拟直流电流信 号》。模拟直流电流信号及其负载电阻如表3 - 2所示。

在表3-2所示两种电流信号范围中，应优先选用序号1。至于序号2,是考虑到目前DDZ-n系列电动单元组合仪表仍有应用的现状而设置的。由于序号1的电流信号在接收端， 要转换为1～5V的直流电压信号，因此负载电阻是250Ω。为了便于串联动圈仪表供当地显示，负载电阻应大于250Ω。但负载电阻过大势必要提高功率放大级的电源电压，所以一般要求不超过750Ω。

以上气动、电动模拟仪表的标准信号不适用于传感器和仪表内部，因为内部气路或电路的信号没有必要标准化，可以自由设计。

电的信号种类较多，主要有模拟信号、数字信号、频率信号和脉冲（宽）信号四大类。 在火电厂的热工控制系统中，DCS与现场变送器、执行器之间的联络信号，目前用得最多的仍然是电模拟信号。

电模拟信号的种类有直流电流、直流电压、交流电流和交流电压四种。从信号范围看， 下限可以从零开始，也可以不从零开始（即有一个活零点），上限也可高可低。如何确定统一信号的种类和范围，对整套仪表的技术性和经济性有着直接的影响。下面对几种电信号进行分析比较。

三、直流电流信号的优点

(1)直流比交流干扰少。交流容易产生交变电磁场的干扰.对附近仪表和电路有影响， 外界交流干扰信号混入后和有用信号形式相同.难以滤波：直流信号就没有这个缺点。在信号传输线中，直流不受交流感应影响，易于解决仪表的抗干扰问题。

(2)直流信号对负载的要求简单。交流有频率和相位问题，对负载的感抗或容抗敏感， 使得影响增多，计算复杂；直流电路只需考虑电阻：直流不受传输线路的电感、电容及负荷性质的影响，不存在相位移问题，使接线简化：

(3)用直流信号便于进行模数转换和统一信号，采用直流信号便于现场仪表与数字控制仪表配用。

(4)直流信号容易获得基准电压=因此.世界各国都以直流电流和直流电压作为统一信号。