在PLC應用中，模擬量接線兩線制、三線制、四線制有什麼區別？

根據題目問的是屬於熱工儀表問題，常見的儀表例如基於兩線制、三線制、四線制的變送器。提到變送器那傳感器也不能少，它們之間是有區別的。兩者的區別；變送器是將非標準信號轉標準信號的儀表，傳感器是將物理信號轉電信號的器件。

在過程控制系統中如PLC，用兩線制變送器和其連接，其模擬量卡件必須給它配24V直流電源，才能接受到變送器輸出的電流信號。由此可知，採用兩線制的儀表，其信號傳輸與電源共用一組線。

三線制變送器與PLC的連接。三線制儀表，其電源正用根線，信號正用根線，電源負和信號負共用根線。非電動單元組合儀表，由於轉換電路複雜、功耗大等原因，無法做到兩線制，因此只能採用外接電源的辦法，來輸出電流信號。對於四線制變送器，外接電源多般為220V交流電源，但也有24V直流電源供電的。

從上面的述說可知，無論是兩線制還是三線制、四線制的變送器，它輸出的信號都是電流信號，而我們熟知的電信號有電壓信號和電流信號，到底是什麼原因要用電流信號做控制室和現場儀表之間的聯絡信號呢？

這個得從過程控制系統說起，在過程控制系統中，現場儀表和控制室之間的聯絡信號用的是電流信號，原因是控制室與現場儀表之間的距離較遠，連接導線的電阻不能忽視。假如採用電壓信號作為控制室和現場儀表之間的聯絡信號，那麼導線電阻和接受儀表輸入電阻則會分壓，於是會產生較大誤差。而採用電流信號作為控制室和現場儀表之間的聯絡信號，只要傳送回路沒有分支，迴路中的電流是不會隨著導線長度增加而衰減，從而確保了信號傳送準度。

其實電壓信號並不是被拋棄，而是在控制室儀表之間有廣泛應用，因此控制室儀表之間採用的是電壓聯絡信號。因為控制室儀表之間採用電壓聯絡信號，可便於多臺儀表共同接受同一個信號，不僅便於接線，還能構成各種複雜的控制系統。假如控制室儀表之間採用電流信號作聯絡信號，當有多臺儀表共同接受同一個信號時，因此它們輸入電阻必須得串聯起來，於是造成最大負載電阻超過變送器的負載能力。

既然在整個過程控制系統中，電壓信號及電流信號都有用到，那從現場過來的電流信號如何轉化為電壓信號呢？

在過程控制系統中，標準的模擬量信號是1-5V電壓信號和4-20mA電流信號。假如控制室儀表之間採用電壓聯絡信號，那麼現場儀表聯絡的電流信號必須轉電壓信號其實非常的簡單，直接在電流回路中串聯個250歐姆的電阻，就能把4-20mA電流信號轉1-5V電壓信號了。

題目說的，兩線制、三線制、四線制變送器有什麼區別？

就以兩線制和三線制及四線制變送器相比，用線量大大減少、轉換電路更簡單、儀表功耗降低、便於儀表人員接線、信號制統一。與四線制儀表相比，兩線制儀表更加安全。兩線制儀表一定是標準電流信號輸出，由於標準信號的下限是活零信號，容易判斷儀表故障，如短路、斷路、停電等故障，還沒有晶體管特性曲線的起始非線性、方便與氣動模擬量信號的換算等優點。

兩線制：兩根線及傳輸電源又傳輸信號,也就是傳感器輸出的負載和電源是串聯在一起的，電源是從外部引入的，和負載串聯在一起來驅動負載。

三線制：三線制傳感器就是電源正端和信號輸出的正端分離，但它們共用一個COM端。

四線制：電源兩根線，信號兩根線。電源和信號是分開工作的。

幾線制的稱謂，是在兩線制變送器誕生後才有的。這是電子擴大器在外表中廣泛運用的成果，擴大的實質即是一種能量變換進程，這就離不開供電。因而最先呈現的是四線制的變送器；即兩根線擔任電源的供給，別的兩根線擔任輸出被變換擴大的信號(如電壓、電流、等)。

DDZ-Ⅱ型電動單元組合外表的呈現，供電為220V.AC，輸出信號為0--10mA.DC的四線制變送器得到了廣泛的運用,當前在有些工廠還可見到它的身影。

七十年代中國開端出產DDZ-Ⅲ型電動單元組合外表，並選用世界電工委員會(IEC)的:過程控制系統用模仿信號規範。即外表傳輸信號選用4-20mA.DC,聯絡信號選用1-5V.DC，即選用電流傳輸、電壓接納的信號系統。

選用4-20mA.DC信號，現場外表就可完成兩線制。但限於條件，其時兩線制僅在壓力、差壓變送器上選用，溫度變送器等仍選用四線制。如今國內兩線制變送器的商品規模也大大拓展了，運用領域也越來越多。一起從國外進來的變送器也是兩線制的居多。

不同線制變送器的差異

一、兩線制

因為要完成兩線制變送器有必要滿足以下條件:

1．V≤Emin-ImaxRLmax

變送器的輸出端電壓V等於規則的最低電源電壓減去電流在負載電阻和傳輸導線電阻上的壓降。

2. I≤Imin

變送器的正常作業電流I有必要小於或等於變送器的輸出電流。

3. P＜Imin(Emin-IminRLmax)

變送器的最小耗費功率P不能超過上式,一般＜90mW。

式中:Emin=最低電源電壓，對大都外表而言Emin=24(1-5%)=22.8V,5%為24V電源答應的負向改變量；

Imax=20mA；

Imin=4mA；

RLmax=250Ω+傳輸導線電阻。

若是變送器在規劃上滿意了上述的三個條件，就可完成兩線制傳輸。所謂兩線制即電源、負載串聯在一起，有一公共點，而現場變送器與控制室外表之間的信號聯絡及供電僅用兩根電線，這兩根電線既是電源線又是信號線。

兩線制變送器因為信號起點電流為4mA.DC，為變送器供給了靜態作業電流，一起外表電氣零點為4mA.DC，不與機械零點重合，這種“活零點”有利於辨認斷電和斷線等毛病。並且兩線制還便於運用安全柵,利於安全防爆。

兩線制變送器如圖一所示，其供電為24V.DC，輸出信號為4-20mA.DC，負載電阻為250Ω，24V電源的負線電位最低，它即是信號公共線，關於智能變送器還可在4-20mA.DC信號上加載HART協議的FSK鍵控信號。

二、四線制

因為4-20mA.DC(1-5V.DC)信號制的遍及和運用，在控制系統運用中為了便於銜接，就需求信號制的一致，為此需求一些非電動單元組合的外表，如在線剖析、機械量、電量等外表，能選用輸出為4-20mA.DC信號制，可是因為其變換電路雜亂、功耗大等緣由，難於悉數滿意上述的三個條件，而無法做到兩線制，就只能選用外接電源的方法來做輸出為4-20mA.DC的四線制變送器了。

四線制變送器如圖二所示，其供電大多為220V.AC，也有供電為24V.DC的。輸出信號有4-20mA.DC，負載電阻為250Ω，或許0-10mA.DC，負載電阻為0-1.5KΩ；有的還有mA和mV信號，但負載電阻或輸入電阻，因輸出電路方式不一樣而數值有所不一樣。

三、三線制

有的外表廠為了減小變送器的體積和分量、並提高抗攪擾功能、減化接線，而把變送器的供電由220V.AC改為低壓直流供電，如電源從24V.DC電源箱取用，因為低壓供電就為負線共用發明了條件，這樣就有了三線制的變送器商品。

三線制變送器如圖三所示，所謂三線制即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。其供電大多為24V.DC，輸出信號有4-20mA.DC，負載電阻為250Ω或許0-10mA.DC，負載電阻為0-1.5KΩ；有的還有mA和mV信號，但負載電阻或輸入電阻，因輸出電路方式不一樣而數值有所不一樣。

以上三個圖中，輸入接納外表的是電流信號，如將電阻RL並聯接入時，則接納的即是電壓信號了。

從上面敘說可看出，因為各種變送器的作業原理和佈局不一樣，然後呈現了不一樣的商品，也就決議了變送器的兩線制、三線制、四線制接線方式。關於用戶而言，選型時應根據本單位的實際情況，如信號制的一致、防爆需求、接納設備的需求、出資等疑問來歸納思考挑選。

要指出的是三線制和四線制變送器輸出的4-20mA.DC信號，因為其輸出電路原理及佈局與兩線制的是不一樣的，因而在運用中其輸出負端能否和24V電源的負線相接?能否共地?這是要注意的，必要時可採納阻隔辦法，如用隔離器、安全柵等，以便和其它外表共電、共地及防止附加攪擾的發生。

兩線制與四線制互改

從上述可知各種線制變送器都能存在，那總是有存在的理由，否則就不會有那麼多的線制了，由用戶來改動線制是很困難的，再者實際意義也不大。

如果要把傳輸信號為0-10mA.DC的四線制變送器改為兩線制，首先遇到的問題，就是其起始電流為零，在電流為零狀態下，變送器的電子放大器是無法建立工作點的，因此將難於正常工作。

如果用直流電源，並保證儀表原來的恆流特性，當變送器在負載電阻為0-1.5KΩ時，與其串聯的反饋動圈電阻2KΩ左右，當輸出為10mA時，這兩部分的電壓降將大於24V,也就是說用24V.DC供電，負載為0-1.5KΩ時，要保證恆流特性是不可能的，也就談不上用兩線制傳輸了。

70年代曾有儀表廠做過把0-10mA.DC的四線制變送器改為兩線制變送器的工作，具體做法是:對原來的變送器電路進行改進，並將供電電壓提高至48V.DC，但變送器的起始電流仍不能為零，為此採用負向電流來抵消負載電阻上的起始輸出4mA的電流。但這樣的產品也沒有能得到推廣和應用。

如果想將兩線制改為四線制，根本沒有必要，再者這是一種技術上的倒退。