1.  技术背景

在工业检测领域中，4～20mA两线制仪表作为一种典型的工业标准信号，线路少，抗干扰性强，在工业检测控制领域应用非常普遍。由于采用两线制4～20mA信号以及要求输入电源电压范围并足够宽的原因，需要仪表本机功耗很低约为几十毫瓦，当现场装有两线制4-20mA连续测量仪表又需要增加高低限报警控制时，由于继电器本身功耗较大，仪表内无法直接驱动继电器输出报警。

2.  传统解决方案

 2.1 晶体管开漏输出控制

采用晶体管开漏输出控制方式，如下图1所示：

图1

该方法采用仪表内处理器的IO控制一个功率三极管Q1，三极管产生一个集电极开漏阻抗的变化从而实现对被控设备的控制。该方法缺点是：被控设备与4～20mA变送器电气不隔离，被控设备的供电、控制可能对变送器产生不可预期的影响，可靠性低。

2.2 DCS系统控制方式

如图2所示，先把变送器4～20mA信号上传到控制室DCS，再由DCS根据设定阈值输出控制信号到现场被控设备。该方法是目前较为普遍的采用方法，有在上位机DCS系统中可以总览各个设备的控制状态的优点，该方法也有些不足：如线路复杂、DCS卡件和工程线缆成本高、故障点增多等。

图2

3. 最新解决方案

3.1 新型检测报警设备-回路报警开关

河北君行科技有限公司经过不断地技术攻关，成功研发出“零”功率继电器驱动技术，并成功应用于各种仪表设备。公司的JHBK回路报警开关就是其中之一，根据其使用方式不同有不同的结构形式，如图3所示，有标准的赫斯曼接线输出方式，另外还有航空插头输出型、单端口输入输出型等。

图3

该设备主要应用于4～20mA回路仪表需要增加报警输出的场所，产品接收4～20mA信号，无需另外供电，根据设定的报警阈值进行报警输出，可用于两线制4～20mA的燃气、毒气、压力、温度、液位、流量等仪表增加检测控制的应用，也可用于连续液位测量的仪表增加高低位报警使用。

3.2 使用及接线原理

该报警开关使用简单，接线方便，可以应用与不同的场景形式，如赫斯曼输出型，可以直接安装与有4～20mA的变送器接口上，输入与原有的电气回路串联。其接线及控制输出如图4所示：

图4

3.3 典型应用

图5所示，是根据流量计流速进行阀门控制的典型应用。

图5 4～20mA流量计增加就地控制阀门应用

3.4 新旧方案应用对比

传统控制方案
最新控制方案

3.5 新方案产品特点

4～20mA回路供电， 无需单独供电；

带两级继电器无源触点报警输出；

回路压降小，对现有回路影响小；

报警阈值、报警回差、报警模式可以灵活设定；

产品小巧，安装灵活，多种结构型式供选择；

隔爆设计，可用于易燃易爆场所。

 4. 结束语

通过河北君行科技公司生产的回路报警开关现场应用，可方便实现现场增加报警继电器输出控制，它不仅可以应用到两线制变送器设备中，也可以在包含4～20mA输出的三线制的设备中，安装使用非常方便。