淺談兩線制與四線制信號接法

李奇峰

歐晟綠色燃料（揭陽）有限公司 山西 定襄縣 035400

1 兩線制與四線制的由來與區別

幾線制的稱謂，是在兩線制變送器誕生后才有的。這是電子放大器在儀表中廣泛應用的結果，放大的本質就是一種能量轉換過程，這就離不開供電。因此最先出現的是四線制的變送器。四線制就是供電回路和信號回路各自獨立，采用隔離電路分開，兩根線負責電源的供應，另外兩根線負責輸出被轉換放大的信號(如電壓、電流等)。用于隔離的4-20mA標準信號，通常不接地，電源可以是DC24V，也可以是AC220V，但大多為AC220V。二線制是兩根導線供電的同時傳輸4-20mA標準信號。非此4-20mA標準信號不稱為兩線制。二線制供電為DC24V，輸出信號為DC4-20mA。

兩線制和四線制信號都只有兩根信號線，主要區別為：兩線制信號兩根電纜既給儀表提供電源又反饋信號；四線制信號兩根電纜只反饋信號，儀表電源由另外兩根電纜單獨提供。

2 兩線制與四線制儀表和模塊的選擇

2.1 儀表選擇

功率較小且經濟實惠，一般選用二線制。二線制儀表的應用，采用4-20mA信號，現場儀表就可實現二線制，目前采用二線制的產品非常廣泛，比如壓力變送器、小口徑電磁流量計、溫度變送器等儀表。功率大于10W，精度要求較高時，一般選用四線制儀表。由于轉換電路復雜、功耗大等原因，現在很多儀表仍優先選用四線制，像質量流量計需要振動功耗，大口徑電磁流量計需要勵磁功耗，2個表的功率都到了10W以上，所以需要單獨供電。

2.2 模塊選擇

現在PLC模塊產品系列比較豐富，有什么信號就有什么相應的模塊進行匹配，通常情況下，兩線制信號要配置兩線制PLC模塊，四線制信號要配置四線制PLC模塊。

3 緊急情況下接線方式

如果緊急情況下，現場只有四線制PLC模塊，增加的儀表信號為兩線制；或者只有兩線制PLC模塊，增加的儀表信號為四線制，怎么辦呢？

首先要找到PLC模塊說明書，分析PLC模塊的信號的處理方式，然后根據模塊的接線方式進行改造，下面以siemens公司ET200S模擬量AI四線制模塊（6ES7134-4GB11-0AB0）和AI兩線制模塊（6ES7134-4GB51-0AB0）分別接兩線制和四線制信號進行介紹。

3.1 兩線制儀表信號接入四線制模塊

四線制模塊（6ES7134-4GB11-0AB0）方框圖[1]如圖1所示，我們以一路信號進行說明，1、2可接一路4-20mA信號，3、4可提供24V電源。

圖1 四線制模塊方框圖

現場有一臺壓力變送器（需要接入24V電源），要接入四線制模塊，壓力變送器工作需要24V電源，同時PLC模塊需要接收4-20mA信號，我們可以將模塊端子3接現場儀表+端，現場儀表-端接端子1，端子2接端子4。信號流為：模塊端子3（24V+）→ 儀表 + → 儀表 - →模塊端子1 → 模塊端子2 → 模塊端子4（24V-），這樣既可滿足變送器正常工作供電，產生信號，又可滿足PLC卡件接收信號需求，實現測量需要。

3.2 四線制儀表接入兩線制模塊

兩線制模塊（6ES7134-4GB51-0AB0）方框圖[2]兩線制模塊方框圖。我們以一路模塊通道進行說明，其中：端子1提供24V+，1、2可接一路兩線制4-20mA信號。

現場有一臺熱式質量流量計（需要單獨提供一路24V電源），要接入兩線制模塊。熱式質量流量計單獨有供電電源，儀表信號是電流源4-20mA。PLC模塊端子1內部已接24V+，但是儀表信號不需要，模塊端子2內部接M端，可以將儀表+接入模塊2號端子，儀表-接入24V -端，模塊端子1不接線。信號流為：儀表信號+ → 模塊端子2 → 24V-。

3.3 其它方式

有很多儀表，當用兩線制提供的功率不足以給儀表供電時，采用三線制方式。所謂三線制就是電源正端用一根線，信號輸出正端用一根線，電源負端和信號負端共用一根線，用于電壓參考點和電流回路。其供電大多為DC24V，輸出信號有4-20mADC標準信號。其實三線制本質上是四線制的一種變化，接線可以參考四線制儀表信號。

兩線制儀表接入四線制模塊，也可以增加隔離模塊，將兩線制儀表信號轉變為四線制信號，接入PLC模塊。

4 結束語

一般工業現場儀表使用種類繁多，提供信號也是各種各樣，正常情況下，我們要為每一種儀表信號選用合適的PLC模塊，選型時應根據本單位的實際情況，如信號制的統一、防爆要求、接收設備的要求等問題來綜合考慮選擇。在緊急情況下，沒有合適的模塊，就需要我們根據現場實際情況進行變通。