安(ān)科(kē)瑞(ruì) 鮑靜(jìng)君

　　【摘要(yào)】從信(xìn)號隔(gé)離器的應用場景出發(fā)，結合(hé)客(kè)戶一些(xiē)實(shí)際應用(yòng)分(fēn)析，介紹(shào)了工業現(xiàn)場信(xìn)號(hào)隔離器的選(xuǎn)用(yòng)技(jì)術 ，著(zhuó)重(zhòng)分(fēn)析了不同類型(xíng)的(dí)信號隔(gé)離器(qì)的應(yīng)用特點。

　　【關(guān)鍵詞】隔(gé)離器；PLC；信號；接地

　　引(yǐn)言(yán)

　　在(zài)工(gōng)業(yè)係(xì)統(tǒng)中(zhōng)，信(xìn)號隔離器(qì)多(duō)在外設(shè)與(yǔ)接口設備之(zhī)間，保證信號的輸入和輸(shū)出(chū)隔離(lí)以及後級(jí)設備(bèi)的穩(wěn)定(dìng)運(yùn)行，解決了(liǎo)不同(tóng)設備(bèi)，儀(yí)表信號間(jiān)的參考(kǎo)點(diǎn)的電位差(chà)，同(tóng)時(shí)可以(yǐ)進行(háng)幹(gān)擾(rǎo)過濾，信號便(biàn)可以完整(zhěng)的(dí)傳輸(shū)。若所有(yǒu)儀表，設(shè)備的信(xìn)號隻有一個共同(tóng)的(dí)參考(kǎo)點則(zé)可(kě)達到好的(dí)效果，但(dàn)在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境(jìng)中(zhōng)，這(zhè)一(yī)點(diǎn)幾乎(hū)是不(bù)可能。

　　隔(gé)離器之所(suǒ)以(yǐ)能起(qǐ)到(dào)這(zhè)個(gè)作(zuò)用，在於(yú)輸入，輸(shū)出(chū)在電氣(qì)上(shàng)*隔離的特點。輸(shū)入和(hé)輸出之間(jiān)沒有共同“地(dì)"，如(rú)輸入(rù)信(xìn)號是0~5V或帶著+1V幹(gān)擾的，經(jīng)隔離後(hòu)仍為0~5V，即隔離後(hòu)新(xīn)建立的(dí)PLC“地"與(yǔ)外(wài)部設(shè)備，儀(yí)表“地(dì)"沒(méi)關(guān)係(xì)
：正是(shì)由於(yú)這個原(yuán)因，也(yě)實現輸入到PLC主(zhǔ)機(jī)的(dí)多個(gè)外接(jiē)設備儀(yí)表(biǎo)信號之間隔(gé)離，也(yě)即它們(mén)之(zhī)間沒有“地"的關係。在PLC向外部(bù)信號(hào)設(shè)備(bèi)傳出(chū)信(xìn)號也(yě)有類似現(xiàn)象(xiàng)問(wèn)題(tí)，使用(yòng)隔(gé)離(lí)器也能(néng)達(dá)到解決問(wèn)題的目的(dí)。如圖1。

圖1

　　一，三端(duān)隔離型(xíng)

　　大(dà)多數(shù)隔(gé)離器(qì)都要外加工(gōng)作電源(yuán)，一般(bān)為(wéi)DC24V或(huò)AC220V。這個電源在為(wéi)輸入，輸出(chū)部分(fēn)供(gōng)電時也確(què)保在電氣上(shàng)與輸(shū)入，輸(shū)出(chū)這兩個(gè)部(bù)分電氣隔離。這(zhè)種輸(shū)入，輸(shū)出，工作(zuò)電(diàn)源(yuán)之間相(xiāng)互隔(gé)離的隔離(lí)器稱為(wéi)三端隔(gé)離(lí)型。從理論上講，這種供電方(fāng)式不管隔(gé)離器(qì)數(shù)量多少，均可用一(yī)台電源供(gōng)電(diàn)，不會引(yǐn)入幹擾。

　　1. 支(zhī)持多種輸入模(mó)式

　　三端隔離型(xíng)輸入支持(chí)多(duō)種輸入方(fāng)式，分(fēn)別為電流源(yuán)，三(sān)綫製，二綫(xiàn)製。在自動(dòng)化(huà)控製係統中(zhōng)，一般需要現(xiàn)場(cháng)的壓(yā)力，水位(wèi)，流量(liáng)等(děng)信(xìn)號進行測(cè)量監(jiān)測，常常(cháng)用到壓力(lì)傳(chuán)感器，水位傳(chuán)感器，流(liú)量傳感(gǎn)器等，這些非電量傳(chuán)感器分(fēn)為2綫製(zhì)，3綫製，4綫製等(děng)類(lèi)型，均需(xū)外(wài)部(bù)提(tí)供工(gōng)作電源(yuán)，為保證電源(yuán)的安全性(xìng)一般(bān)采用DC24V，常用(yòng)的(dí)方式(shì)是(shì)采(cǎi)用由相(xiāng)關控製(zhì)係(xì)統設(shè)備(bèi)提供(gōng)的DC24V電(diàn)源(yuán)。自(zì)動(dòng)化(huà)控製係(xì)統(tǒng)中需監(jiān)測的傳感(gǎn)器數量(liáng)多，關(guān)注其重(zhòng)要(yào)性以及確(què)保現場(cháng)控製單元(yuán)運行安(ān)全，一般(bān)提供獨立(lì)的DC24V電源(yuán)模塊(kuài)。信號隔離(lí)器作為(wéi)傳感器(qì)和PLC連(lián)接的(dí)橋梁，不(bù)僅提高(gāo)了模擬信號(hào)測量(liáng)精(jīng)度(dù)，抗電(diàn)磁(cí)幹擾能力，電氣隔(gé)離(lí)安(ān)全(quán)性(xìng)能(néng)，而(ér)且能(néng)夠合理(lǐ)解(jiě)決(jué)傳感器供電電源(yuán)安(ān)全和(hé)相(xiāng)對(duì)獨立的(dí)問(wèn)題。

三(sān)端隔(gé)離(lí)型(xíng)接綫(xiàn)圖

　　二(èr)，輸(shū)出(chū)端(duān)供電(diàn)型

　　在儀表(biǎo)配(pèi)套的現場，由於各種原(yuán)因可能(néng)會產生(shēng)如下(xià)情況(kuàng)
：24 V兩綫(xiàn)製接(jiē)口可(kě)能接在電源接收設備(bèi)的信號接(jiē)入端，現場(cháng)調試(shì)也會(huì)出(chū)現儀表(biǎo)接(jiē)口(kǒu)不(bù)匹(pǐ)配。例(lì)如現(xiàn)場發(fā)送設備為四(sì)綫(xiàn)製(zhì)變送(sòng)器(qì)輸(shū)出(chū)4~20mA，而接(jiē)收(shōu)端(duān)4~20mA的接口為二綫回(huí)路供電(diàn)方式，不方便外(wài)接電(diàn)源，此時(shí)選(xuǎn)用輸(shū)出端(duān)供電型(xíng)信(xìn)號隔(gé)離器(qì)，將(jiāng)供(gōng)電型隔(gé)離器由信(xìn)號輸出綫(xiàn)接入(rù)到輸出環路，它(tā)由接(jiē)收設備(bèi)供(gōng)電(diàn)，同時隔離現場4綫(xiàn)製變送(sòng)器的信號並(bìng)輸出(chū)。

輸(shū)出端供電(diàn)型(xíng)接綫圖(tú)

　　三，無(wú)源(yuán)型(xíng)

　　如(rú)果處理4~20mA到4~20mA電流(liú)信號的隔(gé)離，這(zhè)裏推(tuī)薦(jiàn)一(yī)種不需要(yào)再(zài)加電源(yuán)的隔離(lí)器。顯然(rán)省(shěng)去外接電(diàn)源(yuán)，使接(jiē)綫(xiàn)更簡捷(jié)，且(qiě)功耗(hào)低，自(zì)身(shēn)熱量低(dī)，可靠(kào)性高(gāo)。這種特點在於(yú)不(bù)需(xū)要外接電源(yuán)，它帶來了(liǎo)簡(jiǎn)捷可(kě)靠(kào)的(dí)優點，但也帶來(lái)了使(shǐ)用(yòng)上的局限性，對於(yú)4~20mA信(xìn)號進(jìn)行(háng)的(dí)隔(gé)離(lí)傳(chuán)送，從另一個意義(yì)上講(jiǎng)是功率傳送內部(bù)的功(gōng)率損耗不能缺少，帶載(zǎi)能(néng)力會(huì)受到(dào)輸(shū)入端(duān)電壓的影(yǐng)響，因(yīn)此，實(shí)際應(yīng)用過程(chéng)需要根據(jù)後級(jí)負載需(xū)求和輸(shū)入端電壓(yā)的(dí)大小做考慮無源(yuán)型(xíng)是(shì)否合(hé)適(shì)。

無源型(xíng)接(jiē)綫(xiàn)圖(tú)

　　四(sì)，應用選型

　　對於(yú)現場需(xū)要(yào)對4~20mA信(xìn)號進(jìn)行隔離(lí)且(qiě)為(wéi)了簡(jiǎn)化(huà)布(bù)綫(xiàn)選用無(wú)源(yuán)型，需(xū)要(yào)注(zhù)意(yì)後級(jí)的帶載(zǎi)需(xū)求，如果不(bù)能滿足帶載(zǎi)需求，則(zé)無源(yuán)型不能(néng)正(zhèng)常(cháng)使用；

　　輸出端(duān)供電(diàn)型應用場(cháng)景(jǐng)中後(hòu)級(jí)產品輸入(rù)回路帶(dài)有電源的情況(kuàng)，輸出(chū)端供電型的帶載需求(qiú)和輸出(chū)回路的(dí)電(diàn)源大(dà)小呈正相(xiāng)關；

　　三端隔(gé)離(lí)型(xíng)在應用(yòng)上的劣(liè)勢就是需(xū)要獨(dú)立電(diàn)源(yuán)供電，但其(qí)精度，抗幹(gān)擾(rǎo)能力，帶載能力(lì)，紋(wén)波(bō)都(dū)是優(yōu)於無源型和輸出端供(gōng)電(diàn)型。

　　五，BM100信號(hào)隔離器(qì)

　　1.概(gài)述(shù)

　　BM100係列信號隔離(lí)器在工(gōng)業生(shēng)產中(zhōng)為增(zēng)加儀表負載能力(lì)並保(bǎo)證連(lián)接(jiē)同一信號的(dí)儀(yí)表之間(jiān)互(hù)不幹(gān)擾，提高電氣安(ān)全(quán)性能(néng)。BM100信號(hào)隔(gé)離(lí)器(qì)將(jiāng)輸入的電壓(yā)，電流，電阻(zǔ)或溫(wēn)度等(děng)信號進行(háng)采(cǎi)集，放(fàng)大(dà)，運算，並(bìng)進(jìn)行抗幹擾(rǎo)處理後，再(zài)輸出隔離的電流和電(diàn)壓(yā)信(xìn)號，安全(quán)的輸送給(gěi)二次(cì)儀表或PLC/DCS使用(yòng)。

　　2.技(jì)術(shù)參(cān)數

　　六，結(jié)束(shù)語(yǔ)

　　在(zài)PLC/DCS控(kòng)製係(xì)統中(zhōng)加(jiā)入信(xìn)號(hào)隔離器的連(lián)接方(fāng)式，合理解決(jué)了(liǎo)控(kòng)製係統(tǒng)中(zhōng)的(dí)幹(gān)擾問題(tí)，但工(gōng)業(yè)現場應用(yòng)多(duō)種多樣，因此隔離(lí)器的選型(xíng)也就(jiù)顯得尤(yóu)為重要(yào)。隻(zhī)有(yǒu)根(gēn)據控(kòng)製需(xū)要(yào)來(lái)選擇適(shì)合的隔離器(qì)，才能達到工業控(kòng)製所需要的(dí)精度(dù)和(hé)穩定性(xìng)。

　　參考文獻(xiàn)
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