SUNYUAN SZ ISO Series Analog signal Isolation Transmitter PLC与传感器连接方案选型参考 传感器模拟信号数据采集与 PLC 系统匹配方案选型 概述 在工业现场中，压力、位移、温度、流量、转速等各类模拟量传感器因设计使用的技术方法 不同。传感器工作配电的方式主要分为两线制和四线制，其输出的模拟信号也各有差异，而常见的 有 0-20mA/4-20mA 电流信号和 0-75mV/0-5V/1-5V 电压信号。要把各类传感器模拟信号成功采集到 PLC/DCS/FCS/MCU/FA/PC 系统，就要根据传感器与数据采集系统的功能和技术特点进行匹配选 型，同时也要考虑到工业现场传感器与 PLC 等数据采集系统的供电差异及各种 EMC 干扰的影响，通 常把传感器输出的模拟信号隔离、放大、转换后送到 PLC 等数据采集系统。PLC 通过信号线采集传 感器的模拟或数字信号，然后进行处理，如果传感器是模拟输出，PLC 就要接模拟输入接口，如果 传感器是数字信号输出，PLC 就要接数字输入接口。 开关量传感器就是一个无触点的开关 ，开关量传感器可作为 PLC 的开关量输入信号。一般 用于开关量控制的设备，机床，机器等。模拟量传感器是把不同的物理量(如 压力、流量、温度) 转换成模拟量(4-20MA 的电流或 1-5V 的电压)。模拟量传感器作为 PLC 的模拟量输入模块的输入信 号。一般用于过程控制。 数字传感器是指将传统的模拟式传感器经过加装或改造 A/D 转换模块， 使之输出信号为数字量(或数字编码)的传感器，主要包括：放大器、A/D 转换器、微处理器（CPU）、 存储器、通讯接口电路等。 常用的模拟量传感器分为两线制和四线制，两线制和四线制都只有两根信号线，它们之间的 主要区别在于：两线制的两根信号线既要给传感器或者变送器供电，又要提供电流电压信号；而四 线制的两根信号线只提供电流信号。因此，通常提供两线制电流电压信号的传感器或者变送器是无 源的；而提供四线制电流信号的传感器或者变送器是有源的。因此，当 PLC 等数据采集系统的模板 输入通道设定为连接四线制传感器时，PLC 只从模板通道的端子上采集模拟信号，而当 PLC 等数据 采集系统的模板输入通道设定为连接二线制传感器时，PLC 的模拟输入模板的通道上还要向外输出 一个直流 24V 的电源，以驱动两线制传感器工作。 4-20mA 和电工标准有关,4-20mA 信号制 是国际电工委员会(IEC)过程控制系统用模拟信号标准。我国从 DDZ-Ⅲ型电动仪表开始采用这一国 际标准信号制，仪表传输信号采用 4-20mA,联络信号采用 1-5VDC,即采用电流传输、电压接收的信 号系统。因为信号起点电流为 4mA,为变送器提供了静态工作电流，同时仪表电气零点为 4mA，不与 机械零点重合，这种活零点有利于识别断电和断线等故障。 IC 封装和标准 DIN 35 导轨安装的产品图片展示 Page 1 of 5 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd SUNYUAN SZ ISO Series Analog signal Isolation Transmitter 工业现场传感器与数据采集系统匹配应用方案 一、根据模拟信号传感器的性能匹配选型 1、 两线制电流/电压输出传感器(无供电电源，由负载提供 16—24V 配电，输出 4-20mA/0-5V)。 1.1 两线制无源 4-20mA 输入型传感器，经电流隔离配电器配电后与 PLC 连接。 如图 1 所示，称重、测距传感器正端接 16—24VDC,负端输出 4-20mA 电流。 图1 两线制 4-20mA 隔离配电器典型应用图（ISO 4-20mA-F） 1.2 两线制无源电压信号输入型传感器，经电压配电器配电后与 PLC 连接。 如图 2、图 3 所示，位移、电子尺传感器正端、负端接 16—24VDC 电压。 图2 非隔离两线无源电压配电器（SY R-O1-A） 图3 隔离型电压配电器（ISO R-P-O-A） 如图 4、图 5 所示，应力片、称重电桥传感器正端、负端接 16—24VDC 电压。 图4 隔离型电压信号转换放大（ISO V-4-20mA） Page 2 of 5 图5 隔离型电桥电压配电器（ISO V-4-20mA） Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd SUNYUAN SZ ISO Series Analog signal Isolation Transmitter 1.3 两线制传感器输出 4-20mA 电流环路经隔离器隔离后与 PLC 连接。 如图 6 所示，压力、流量传感器正端接 9—32VDC,负端输出 4-20mA 电流。 图6 两线制 4-20mA 电流环路隔离器典型应用图（ISO 4-20mA） 1.4 两线制传感器输出 4-20mA 电流经隔离调理匹配（解决输入输出间冲突）后与 PLC 连接。 如图 7 所示，温度、转速传感器正端接 12—24VDC,负端输出 4-20mA 电流。 图 7 两线制 4-20mA 信号与 PLC 匹配隔离调理典型应用图（ISO 4-20mA-P） 2、四线制电流/电压(输入/输出)型传感器(有自己的供电电源 24VDC，输入/输出: 4-20mA 或 0-5V)。 2.1 四线制电流输出型传感器经模拟信号隔离放大后与 PLC 连接。 2.1.1 如图 8 所示，温度、湿度传感器正端接 24VDC,负端输出 4-20mA 电流。 图8 Page 3 of 5 四线制传感器信号 I/I 隔离放大后与 PLC 连接典型应用图（ISO EM-A-P-O） Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd SUNYUAN SZ 2.1.2 ISO Series Analog signal Isolation Transmitter 如图 9 所示，压力、转速传感器正端接 24VDC,负端输出 4-20mA 电流。 图9 四线制传感器信号 I/V 转换后与 PLC 连接典型应用图（ISO EM-A-P-O） 2.2 四线制电压输出型传感器经模拟信号隔离放大后与 PLC 连接。 2.2.1 如图 10 所示，压力、转速传感器正、负端接 24V 电源,输出端输出 0-5V 电压。 图 10 2.2.2 四线制传感器信号 V/I 转换后与 PLC 连接典型应用图（ISO EM-U-P-O） 如图 11 所示，液位、流量传感器正、负端接 24V 电源,输出端输出 0-5V 电压。 图 11 四线制传感器信号 V/V 隔离后与 PLC 连接典型应用图（ISO EM-U-P-O） 二、 PLC 与传感器的连接匹配选型 选择 PLC（以 2#接头为正，3#接头为负举例） Page 4 of 5 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd SUNYUAN SZ ISO Series Analog signal Isolation Transmitter 1、 两线制时正极 2 输出 24VDC 电压，3 接收电流，所以遇到两线制传感器时，一种接法是 2 接传感器正， 3 接传感器负；跳线为两线制电流信号。二种接法是 2 悬空，3 接传感器的负，同时传感器正要接柜内 24vdc；跳线为两线制电流信号。(以 2 正、3 负为例) 2、 四线制时正极 2 是接收电流，3 是负极。(四线制好处是传感器负极信号与柜内 M 为不同电平时不会影 响精度很大，因为是传感器本身电流的回路)遇到四线制传感器时，一种方法是 2 接传感器正，3 接传 感器负，plc 跳线为 4 线制电流。(以 2 正、3 负为例) 3、 四线制传感器与 plc 两线制跳线接法：信号线负与柜内 M 线相连。将传感器正与 plc 的 3 相连，2 悬空， 跳线为两线制电流。(以 2 正、3 负为例) 4、 电压信号：2 接传感器正，3 接传感器负，PLC 跳线为电压信号。(以 2 正、3 负为例) Page 5 of 5 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd