两线制 4-20mA 与 HART 叠加是怎么工作的？布线要注意什么？

现场压力变送器要接控制室 AI 卡件，图纸标两线制 4-20 mA，厂家说支持 HART。想确认：两根线怎么同时供电传信号，4 mA 活零点有什么用，数字信号会干扰模拟量吗，布线要留意什么？

一、两线制的能量与信号分配

两根线既送 24 V 直流电源，又承载回路电流。变送器串在环路中作为受控电流负载，按压力把电流调到 4～20 mA；接收侧串入采样电阻（常见 250 Ω）转成 1～5 V 供卡件采集。电流量对线阻不敏感。电压预算按电源电压 ≥ 变送器工作电压下限 + 满量程电流 × 环路总电阻核算，总电阻含采样电阻、线缆与安全栅压降。

二、活零点与量程映射

• 4 mA 对应零点：留出电流供变送器电路工作，无需第三根线，并把"无信号"与"零点压力"区分开。
• 20 mA 对应满量程：中间线性映射，卡件侧换算成工程量。
• 故障可判别：电流趋近 0 mA 多为断线或失电；低于 3.6 mA、高于 21 mA 常约定为故障指示。

三、HART 如何叠加

HART 用 Bell 202 的 FSK 方式，在直流上叠加约 0.5 mA 峰峰值正弦电流：1200 Hz 为逻辑 1，2200 Hz 为逻辑 0，速率 1200 bit/s。交流分量周期内均值为零，不改变直流模拟量，接收端用带通滤波分离。数字通道可传过程变量、量程、阻尼及开路、超限等诊断。点对点下模拟与数字并行；多点接法把电流固定在 4 mA，多台并联只走数字，地址互不相同。

四、布线、接地与维护原则

• 环路需保留足够阻抗让 FSK 成形，接收侧电阻过小会把高频分量旁路；安全栅、隔离栅通带须覆盖 HART 频段。
• 宜用屏蔽双绞线，屏蔽层在控制室侧单端接地，避免与动力线同槽；分布电容偏大会削弱高频分量，长距离应核算总电容。
• 投运前核算电压预算与环路阻抗，用万用表区分 0 mA 断线与 4 mA 活零点；电流输出误差与回差参照 JJG 882 检定。

落到工程原则上：按精度等级定类型与校准周期，按介质特性定隔离与灌充结构，按温度范围定补偿与安装方式；是否接安全栅取决于危险区域划分。