工业自动化的活化石｜单元组合仪表（5）

4.2.3  DDZ-III型电动单元组合仪表

1974年，上海工业自动化仪表研究所着手策划DDZ-III型电动单元组合仪表的开发和联合设计工作。DDZ-III型电动单元组合仪表进入线性集成电路时代，信号制为4~20mA DC，用24VDC电源集中供电，与现场设备的连接采用两线制，具有本质安全防爆性能。在总体技术方案中要求“三化”、“五统一”，“三化”是“标准化、系列化、通用化”，“五统一”是“令名型号统一、联络信号统一、基本性能指标统一、外形安装尺寸统一、操作方式统一”。联合设计工作在三个单位进行：北京自动化技术研究所研制调节器、记录仪、温度变送器、安全栅等室内仪表；天津仪表厂研制压力、差压、液位、流量变送器；北京仪表厂研制电动执行器（见图14）。随后试验样机在洛阳炼油厂通过过了现场运行考核。与此同时，产品的防爆性能也在南阳防爆电机研究所通过了本质安全防爆试验论证。从1975年开始，分别由北京、天津、上海、西安、重庆、大连、吉林等地仪表厂按照联合设计方案和标准陆续投入大批量生产。   

图14  DDZ-III型电动单元组合仪表

左：DJJ-1300加减器架装表：中：DXJ-2000双笔记录仪；右：DTZ-2200指示调节器

稍晚一点国内又开始引进日本公司的电动单元组合仪表技术，如1979年西安仪表厂引进日本横河公司的I系列仪表和1984年北京电表厂引进日本北辰公司的EK系列仪表。引进电动单元组合仪表的设计选用和现场应用 技术，使我们对代表国外七十年代的电动单元组合仪表的水平和技术有了较深入的了解。

随着DDZ-III型电动单元组合仪表问世，因除了显示、记录、调节器、操作器等需要在仪表盘面板安装的盘装仪表外，大量的转换单元、计算单元、温度变送单元、辅助单元、执行单元的伺服放大器、电源箱等都属架装式仪表，需要安装在仪表盘面板以外的位置，普通柜式仪表盘可供安装位置有限，而全封闭的通道式仪表盘，适合于架装仪表及需盘后安装的电气设备较多的场合。在全封闭的仪表盘中间有维护通道，宽度800mm左右，通道靠盘面一侧是盘装式式仪表的背面，通道的另一侧是一排排框架，供架装式仪表和一些电气设备安装，盘装仪表和架装仪表通过安装在盘两边的电缆槽中的导线连络。通道式仪表盘是全封闭的，这样可保护仪表免受外界电磁场、粉尘等因素干扰。

通道式仪表盘的常规尺寸是盘高2100mm，盘深2400mm，盘宽可选900mm、1000mm、1100mm、1400mm，所以体积庞大（见图15）。在工程设计时，设计人员常常会犯一些错误（我就曾经是其中的一个），以往普通柜式仪表盘的深度最多只有1500mm，搬运到仪表室时，只要放倒仪表盘，仪表室的大门净宽有1600mm就可以进去了，而现在无论怎样给仪表盘翻身，仪表室的净门宽必须大于2200mm才进得去。而当控制室大门的尺寸设计过窄或仪表盘搬运通道（如走廊、楼梯）的断面尺寸过小时，通道式仪表盘断面尺寸达2100×2400这个庞然大物常常无法进门或无法通过搬运通道，那就会惹不小的麻烦，拆门、拆窗户、打墙开洞那是必须的。

图15  通道式仪表盘

随着DDZ-III型电动单元组合仪表逐渐被DCS、PLC系统取代，通道式仪表盘也进了历史博物馆，以至有很多年纪较轻的自控设计人员都不知道曾经有过体积这样庞大的仪表盘。

从DDZ-III型电动单元组合仪表开始，国内现场仪表的信号制式采用两线制，即仪表电源采用 24V DC 集中供电电源，现场传输信号为 4~20mA DC；进入控制室后通过串联 250Ω标准电阻转换为1 ~ 5V DC电压信号，有利于多个显示、报警、控制仪表并联使用（见图16）。现场变送器采用两线制传输，即两根导线可以同时传输直流电源电压和输出电流信号。两线制的采用，不仅可以节省大量电缆和安装费用，而且还有利于安全防爆。两线制信号传输方式需要仪表具有极低的功耗，可在实际功耗约40mW的情况下正常工作，因为供电电压是24V (甚至更低)、电流最小是 4mA (即输出零位信号电流) 。有些仪表功耗较大，如较大口径的电磁流量计、采用调频连续波（FMCW）传感技术的雷达物位计等仪表需要较大功耗的电源，就需要采用采用四线制连接方式，信号、电源各需两根线单独传输。

图16  两线制传输示意图