泰華儀表信號(hào)隔離器特點(diǎn)及應(yīng)用知識(shí)

發(fā)布時(shí)間：2020/7/8 17:07:49 點(diǎn)擊次數(shù)：2799

在工業(yè)生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制需要用到各種自動(dòng)化儀表、控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一般需要采用兩線制傳輸方式的配電器，既要為諸如壓力變送器、溫度變送器等一次儀表提供24V配電電源，同時(shí)又要對(duì)輸入的電流信號(hào)進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算、和進(jìn)行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號(hào)，供后面的二次儀表或其它儀表使用。這類用于現(xiàn)場(chǎng)的配電設(shè)備即為信號(hào)隔離器。
采用信號(hào)隔離器可解決多點(diǎn)接地形成“接地環(huán)路”影響，和解決電磁干擾、高頻信號(hào)滲入影響，且信號(hào)隔離器有一定的隔離功能，在很大范圍內(nèi)，可有效的保護(hù)后級(jí)設(shè)備不受雷擊和浪涌的侵害。
采用信號(hào)隔離器，可以解決由于導(dǎo)線存在電阻，電壓信號(hào)在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)產(chǎn)生壓降，造成信號(hào)失真。信號(hào)隔離器可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成為電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離信號(hào)傳送。
采用信號(hào)隔離器，可接收來自現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)輸入，以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)形式輸出到控制室或DCS，實(shí)現(xiàn)電源、輸入和輸出相互隔離。由現(xiàn)場(chǎng)傳感器、變送器傳遞過來的電流信號(hào)、毫伏小信號(hào)或一些特殊信號(hào)不能直接采樣，需要把這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為一定范圍的電壓信號(hào)，方便現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集。信號(hào)隔離器能方便地應(yīng)用于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的各種信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，通過隔離，并轉(zhuǎn)換成工業(yè)計(jì)算機(jī)，DCS，PLC等能接受的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)或用戶指定的特殊信號(hào)，在工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)、醫(yī)療電子設(shè)備、電力設(shè)備等方面被廣泛應(yīng)用。
信號(hào)隔離器可以接收來自溫度傳感器/變送器、壓力傳感器/變送器、液位傳感器/變送器、濕度傳感器/變送器、流量傳感器/變送器、氣敏傳感器/變送器、光敏傳感器/變送器等等傳感器/變送器的信號(hào)。
下面是信號(hào)隔離器的一般應(yīng)用:

二、干擾產(chǎn)生的原因及解決方法

泰華儀表的信號(hào)隔離器，就是輸入與輸出之間電氣絕緣的放大器。在測(cè)量設(shè)備、醫(yī)療電子設(shè)備、電力設(shè)備等方面被廣泛應(yīng)用。在工業(yè)生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制需要用到各種各樣自動(dòng)化儀表，控制系統(tǒng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。構(gòu)成系統(tǒng)后有時(shí)往往發(fā)現(xiàn)在儀表和設(shè)備這間信號(hào)傳輸互相干擾，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤操作。出

現(xiàn)這些情況除了每個(gè)儀表、設(shè)備本身性能原因如抗電磁干擾影響性能差外，主要還有其它原因。

2.1多點(diǎn)接地形成“接地環(huán)路”影響

各種原因可能系統(tǒng)連接存在多點(diǎn)接地，這樣設(shè)備之間的信號(hào)參考點(diǎn)之間可能存在電勢(shì)差，從而形成“接地環(huán)路”造成信號(hào)傳輸過程中失真。

根據(jù)理論分析和實(shí)踐證明，在各個(gè)過程環(huán)路中使用信號(hào)隔離方法，斷開過程環(huán)路，同時(shí)又不影響過程信號(hào)的正常傳輸，從而比較徹底解決接地環(huán)路引起的信號(hào)失真問題。

2.2電磁干擾、高頻信號(hào)滲入影響
在工業(yè)過程監(jiān)控系統(tǒng)中，常常碰到測(cè)量信號(hào)不穩(wěn)定的情況。一、電磁干擾引起；二、可能高頻信號(hào)滲入。
如果電流信號(hào)輸出控制變頻器，變頻器高頻滲入信號(hào)中，這樣常常碰到控制使變頻器和閥門工作不穩(wěn)定、不正常。

解決電磁干擾，高頻信號(hào)滲入影響。實(shí)踐證明，在兩個(gè)設(shè)備信號(hào)連接之間加適當(dāng)?shù)母綦x器是最有效的方法之一。

2.3設(shè)備保護(hù)，保護(hù)安全，防止誤動(dòng)作和事故擴(kuò)大
信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，當(dāng)有雷擊浪涌或高電壓脈沖時(shí)，會(huì)造成有采樣設(shè)備（DCS、PLC、IPC機(jī)等貴重設(shè)備）損壞。采用隔離器，有一定隔離耐壓，這樣就有效保護(hù)采樣設(shè)備。醫(yī)療電子設(shè)備中往往利用傳感器對(duì)患者進(jìn)行接觸測(cè)量。如果設(shè)備發(fā)生故障就會(huì)使患者觸電，導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。因此除了電源輸入部分的基本絕緣外，與患者接觸的探頭部分以及內(nèi)部電路也需要采取絕緣措施，進(jìn)行雙重絕緣。在發(fā)電站、變電站等的監(jiān)視設(shè)備中，為以防萬一，都備有雙重防護(hù)系統(tǒng)以提高安全性。針對(duì)自然災(zāi)害發(fā)生的輸電線觸地、短路，雷電引起的共態(tài)大電流等現(xiàn)象，可以通過電氣絕緣的措施防止監(jiān)視裝置發(fā)生誤動(dòng)作以及破壞性事故發(fā)生。
三、信號(hào)隔離器的應(yīng)用
信號(hào)隔離器的品種較多,從輸入通道數(shù)來分有單路,雙路,三路,四路以及一路輸入，二、三、四路輸出信號(hào)分配功能的品種。從供電方式來分又分為回路供電型和獨(dú)立供電型。
3.1回路供電型
輸入輸出均為二線,接線方便，它把DCS,PLC或顯示表提供的電源經(jīng)隔離給二線制變送器配電，同時(shí)，二線制變送器產(chǎn)生的
4-20mA信號(hào)經(jīng)隔離輸入到DCS,PLC或顯示表。它特別適合于現(xiàn)場(chǎng)為二線制變送器，需要隔離輸入到DCS,PLC系統(tǒng)或顯示儀表，而輸入設(shè)備的輸入卡具有內(nèi)部供電功能的場(chǎng)合，如下圖。

二線制變送器

但是它有不足之處:
1、隔離器相當(dāng)于一個(gè)負(fù)載，經(jīng)過隔離器在隔離兩端之間有一個(gè)不大于6V的壓降，因此它給二線制變送器的配電工作電壓會(huì)降低
，一般要求變送器12V供電能工作。
例如：供電24V,RL=250Ω，當(dāng)20mA時(shí)，供給二線制變送器的配電電壓UO≈24V-0.02xRL-6≥13V，這樣一般要求二線制變送器要在12V電壓下能正常工作。
2、傳輸精度相對(duì)于獨(dú)立供電的隔離器要差一點(diǎn)，為0.2%-0.4%F.S左右，選用時(shí)要特別注意。
3.2獨(dú)立供電型
這是最為常用的配二線制變送器的配電隔離器,它需要對(duì)隔離器獨(dú)立供電,如下圖所示。其特點(diǎn)是：
1、傳輸精度高，達(dá)到0.1%F.S。
2、接線方式靈活，可以接二線制變送器、三線制變送器或電流源信號(hào)，使用靈活方便。
3、電源、輸入、輸出之間完全隔離，保證高抗干擾性能。

四、一進(jìn)二出信號(hào)分配器的應(yīng)用

在具體應(yīng)用中，我們還會(huì)經(jīng)常遇到將一個(gè)變送器信號(hào)接入兩個(gè)或兩個(gè)以上接收裝置的情況，若采用串聯(lián)環(huán)路，則環(huán)路中任一處開路都會(huì)造成整個(gè)環(huán)路上的儀表無信號(hào)，而且負(fù)載電阻之和很容易超過變送器的負(fù)載能力,還必須保證兩個(gè)負(fù)載信號(hào)之間參考點(diǎn)不一樣，如下圖。