Der Standard für das in elektrischen Aktuatoren verwendete 4-20-mA-Stromsignal lautet wie folgt:

Standard:

  • GB/T 3369.1-2008/IEC 60381-1:1982

  • TitelAnaloge Signale für Prozessleitsysteme — Teil 1: Gleichstromsignale (IEC 60381-1:1982, IDT)

Dieser Standard definiert die Spezifikationen für analoge Signale, insbesondere für die Verwendung von Gleichstromsignalen (DC) in Prozessleitsystemen, einschließlich des 4-20mA-Stromsignals, das üblicherweise in elektrischen Aktuatoren verwendet wird.

Vorwort

GB/T 3369.2-2008/IEC 60381-2:1978 - 过程控制系统用模拟信号 第2部分:直流电压信号

Vorwort

GB/T 3369 „Analoge Signale für Prozessleitsysteme“ ist in folgende zwei Teile gegliedert:

  • Teil 1: Gleichstromsignale (DC);

  • Teil 2: Gleichspannungssignale.

Dieser Teil ist Teil 1 von GB/T 3369.
Dieser Teil ist identisch mit IEC 60381-1:1982 mit dem Titel „Analogsignale für Prozessleitsysteme – Teil 1: Gleichstromsignale“ (englische Fassung).

Gemäß GB/T 1.1-2000 „Leitlinien für die Normung – Teil 1: Struktur und Entwurfsregeln“ wurden die folgenden redaktionellen Änderungen an IEC 60381-1:1982 vorgenommen:

  • „Diese Norm“ wurde in „dieser Teil“ geändert;

  • Das Vorwort der IEC 60381-1:1982 wurde entfernt;

  • Wo immer „IEC 60381“ erscheint, wurde es in „GB/T 3369“ geändert;

  • Für Dezimalzahlen wird der Dezimalpunkt „.“ anstelle des Kommas „,“ verwendet.

Dieses Teil ersetzt GB/T 3369-1989 „Analoge Gleichstromsignale für industrielle Automatisierungsinstrumente“.

Hauptunterschiede gegenüber GB/T 3369-1989:

  • Der Titel wurde von „Analog DC Current Signals for Industrial Automation Instruments“ in „Analog Signals for Process Control Systems – Part 1: Direct Current Signals“ geändert.

  • „Diese Norm“ wurde in „dieser Teil“ geändert.

  • Der Umfang: GB/T 3369-1989 bezog sich auf IEC 60381-1:1982 und galt für industrielle Automatisierungsinstrumente. Diese Norm hingegen bezieht sich auf IEC 60381-1:1982 und gilt für industrielle Prozessmess- und Steuerungssysteme (Kapitel 1 von GB/T 3369-1989 (im Gegensatz zu Kapitel 1 dieses Teils).

  • Der Begriff „Instrumente für die industrielle Automatisierung“ wurde in „Elemente“ geändert (Kapitel 1 von GB/T 3369-1989 (im Gegensatz zu Kapitel 1 dieses Teils).

  • Es wurden neue Definitionen hinzugefügt, darunter „Netzteil“ und „Welligkeitsanteil der Netzspannung“ (Abschnitte 2.9 und 2.10 dieses Teils).

  • Der Abschnitt „Technische Anforderungen“ wurde aktualisiert und enthält nun auch Anforderungen an die Stromversorgung (Abschnitt 3.7 dieses Teils).

Dieser Teil wurde vom Chinesischen Maschinenbauverband vorgeschlagen.
Dieser Teil unterstand der Zuständigkeit des Nationalen Technischen Komitees 168 für die Standardisierung der industriellen Prozessmessung und -steuerung, Unterkomitee 2.
Entwurfseinheiten: Southwest University, China Siliang Instrument and Meter Group.
Beteiligte Institutionen bei der Erstellung des Entwurfs: Institut für umfassende Technologie- und Wirtschaftsforschung im Bereich der Instrumente und Messgeräte der Maschinenbauindustrie, Pekinger Forschungsinstitut für Automatisierung in der Maschinenbauindustrie.
Hauptverfasser: Liu Feng, Zhang Jiancheng, Zhu Peijun, Liu Jin.
Beteiligte Verfasser: Feng Xiaosheng, Xie Bingbing.

Die vorherigen Versionen des Standards, die dieser Teil ersetzt, sind:

  • GB 3369-1982;

  • GB/T 3369-1989.

1. Geltungsbereich

Dieser Abschnitt spezifiziert die Verwendung analoger Gleichstromsignale zur Informationsübertragung zwischen Systemelementen in industriellen Prozessmess- und Steuerungssystemen. Er gilt nicht für Signale, die ausschließlich innerhalb eines einzelnen Elements verwendet werden.

2. Begriffe und Definitionen

Für diesen Teil gelten folgende Begriffe und Definitionen:

2.1 Elemente industrieller Prozessmess- und Steuerungssysteme
Funktionale Einheiten und deren integrierte Kombinationen, die Messwerte, Steuergrößen, Regelgrößen und Referenzgrößen umwandeln, verarbeiten oder übertragen.

2.2 Analoges Gleichstromsignal
Ein Gleichstromsignal, das zur Informationsübertragung in industriellen Prozessmess- und Steuerungssystemen verwendet wird und innerhalb seines festgelegten Bereichs kontinuierlich variiert.

2.3 Bereich eines analogen Gleichstromsignals
Alle Werte innerhalb der definierten Grenzen.

2.4 Untergrenze
Der Minimalwert des definierten Bereichs.
Hinweis: Die untere Grenze kann null oder ein endlicher Wert sein. Ist sie null, spricht man von „echter Null“. Ist sie ein endlicher Wert, spricht man von „lebendiger Null“.

2.5 Obergrenze
Der Maximalwert des definierten Bereichs.

2.6 Lastimpedanz
Die Gesamtimpedanz aller angeschlossenen Empfangselemente und der Verkabelung im Signalkreis.

2.7 Restwelligkeit des Gleichstromsignals
Das Verhältnis des Spitze-Spitze-Werts der Wechselstromkomponente zur Amplitude des analogen Gleichstromsignals.

2.8 Signalkreis gemeinsam
Mehrere Signalkreise können eine gemeinsame elektrische Verbindung nutzen, die entweder geerdet sein kann oder nicht.

2.9 Stromversorgung
Die Gleichstromquelle, die es den Systemelementen ermöglicht, das Gleichstromsignal zu erzeugen.

2.10 Restwelligkeit der Versorgungsspannung
Das Verhältnis des Spitze-Spitze-Werts der Wechselkomponente zur tatsächlichen Versorgungsspannung.

3. Technische Anforderungen

3.1 Bereich des analogen Gleichstromsignals
Tabelle 1 gibt den Bereich für das analoge Gleichstromsignal an.

Tabelle 1: Gleichstromsignalbereich

Untere Grenze (mA)Obergrenze (mA)
4 (a)20 (b)
020 (b)
  • (a) Bevorzugter Wert.

  • b) Nicht-vorzugter Wert, der in der Zukunft schrittweise abgeschafft wird.

3.2 Werte außerhalb des Bereichs des analogen Gleichstromsignals
Beim bevorzugten Signal ist der Wert 0 mA ausschließlich für die Anzeige eines Fehlers im Signalkreis oder eines Ausfalls der Stromversorgung reserviert.

3.3 Restwelligkeit des Gleichstromsignals
Der Restwelligkeitsgehalt des Signals sollte spezifiziert werden und darf 3% nicht überschreiten.
Bei Systemen, die Momentanwerte aus dem Signal entnehmen (wie z. B. digitale Mehrkanal-Eingangssysteme mit schneller Eingabe), sollte der Restwelligkeitsgehalt des Systemelements angegeben werden.

3.4 Gemeinsame Signalleitung
Die Signalmasseleitung sollte den niedrigsten Potenzialpunkt im Signalkreis aufweisen. Wenn die Signalmasseleitung mit dem Netzteil verbunden ist, sollte sie an den Minuspol des Netzteils (bzw. an den 0V-Anschluss eines bipolaren Netzteils) angeschlossen werden.

3.5 Erdung
Wenn für den Signalstromkreis eine Erdung erforderlich ist, sollte die gemeinsame Signalleitung oder der negative Anschluss des Netzteils (bzw. der 0V-Anschluss eines bipolaren Netzteils) geerdet werden.

3.6 Lastimpedanz
Ein Sender oder ein Steuerungssystemelement sollte in der Lage sein, jede Last zwischen 0 Ω und 300 Ω kontinuierlich anzusteuern.

3.7 Stromversorgung
Alle Elemente von Sendersystemen, die eine externe Stromversorgung verwenden, sollten mit einem Versorgungsspannungsbereich von 20 V (DC) bis 30 V (DC) ordnungsgemäß funktionieren.
Der Restwelligkeitsgehalt der Versorgungsspannung sollte spezifiziert werden und darf 10% der Nennversorgungsspannung nicht überschreiten.
Es sollte eine stabile Stromversorgung verwendet werden.
Zur Bewertung und zum Vergleich der Systemelementeigenschaften wird die Verwendung einer Referenzspannungsversorgung von 24 V (DC) empfohlen.