FF现场总线为什么选择4-20毫安的电流舞者
FF现场总线：4-20毫安电流传输模拟量的神奇之处
在工业控制中，数字信号通过RS232、RS485和CAN等方式广泛应用，但如何处理那些需要转换为模拟量的非电物理量呢？比如温度、压力或速度这些参数。答案是使用4~20mA电流，这种方法为什么这么普遍？让我们一起探索这个小秘密。
首先，我们要知道的是，工业环境中噪声是无法避免的，它们可能以几V甚至更高的幅度存在。但幸运的是，这些噪声通常功率很低，因此它们产生的小于nA级别的电流几乎不会干扰我们的信号。这意味着，即使是在充满干扰的环境中，我们也能保持精确性。
其次，电流源具有非常高的内阻，这就像是一个完美无瑕的地平线，不会对回路造成任何影响。在普通双绞线上，我们可以轻松地覆盖数百米。接收端只需一个简单250欧姆到地之间的一个抵抗器，就能把这个电流信号转化为0-5V之间的一条清晰直线。这一切都得益于输入阻抗极低，只有nA级别的小变动才会引起微弱波动。
至于上限选取20mA，其原因则与防爆设计有关。对于爆炸危险区域来说，如果通断时产生火花而引燃瓦斯，那么必须保证火花所释放出的能量不足以发生此类事故。而下限没有选择0mA，是为了能够检测到传输线是否断开。当工作正常时不会降低到0mA，而一旦出现故障，如断路，则环路将不再有当前，从而报警系统能够及时响应并采取行动。
最后，让我们来谈谈变送器本身。一台典型变送器需要四根线进行供电和数据传输，但有一种称作三线制变送器，它利用了输出与供电共享一根公共GND（或者VCC），这样就节省了一根必要连接。此外，一些两线制变送器甚至不仅仅依赖于这两根共享资源，还能够自给自足地从被测物理量提供所需功率，比如24V和4mA。这是一种既经济又有效的手段，因为它减少了额外设备需求，并且提高了整体效率。
因此，在FF现场总线上采用4-20毫安作为标准配置，使得数据传输更加稳定、安全，同时也简化了硬件设计，为整个工业自动化系统带来了巨大的便利。
