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隔離變送器

作用

  工業信號為什么要隔離?由于工業現場的環境條件是很復雜的,各種干擾(天體放電干擾、電暈電火花放電干擾、電氣設備頻率干擾、感應干擾)通過不同的耦合方式(電容耦合、電磁耦合、共阻抗耦合、漏電流耦合)進入測量系統,使測量結果偏離準確值,嚴重時會讓測量系統不能工作,因此要對工業信號進行干擾抑制,也就是采取隔離措施,隔離器就派上用場了。

隔離原理

  生產過程監視和控制要用到多種自動化儀表、計算機及相應執行機構。過程中的信號既有微弱到毫伏級的小信號,又有數十伏的大信號,甚至還有高達數千伏、數百安培、有直流低頻范圍的,也有高頻/脈沖尖峰的信號,設備儀表間的互相干擾就成為系統調試中必須要解決的問題。除了電磁屏蔽之外,解決各種設備儀表的“地”(即信號參考點的電位差)將成為重要課題。
  因為不同設備、儀表的信號要互傳互送,那就存在信號參考點問題。換句話說,要使信號完整傳送,理想化的情況是所有設備儀表的信號有一個共同的參考點,即共有一個“地”。進一步講,所有設備儀表信號的參考點之間電位差為“零”。但是在實際環境中,這一點幾乎是不可能的,這里面除了各個設備儀表“地”之間的連線電阻產生的電壓降之外,尚有各種設備儀表在不同環境受到的干擾不同,以及導線接點經受風吹雨淋導致接點質量下降等諸多因素,致使各個“地”之間有差別。

  隔離器之所以能起到這個作用,就是它具有使輸入/輸出在電氣上完全隔離的特點。換句話講,輸入/輸出之間沒有共同“地”,外來信號不管是0-10V,或帶著共模干擾電壓的0-10V經隔離后均為0-10V。即隔離后新建立的“地”與外部設備儀表“地”沒關系。正是由于這個原因,也實現了輸入到PLC主機的多個外接設備儀表信號之間隔離,即它們之間沒有“地”的關系。
  上面談了輸入信號和PLC信號的隔離,同樣PLC向外部設備輸出信號也有類似現象問題。顯然采用隔離器就能解決問題。
  不管PLC向外部設備儀表發送信號,還是外部設備儀表向其他設備發送信號,有一種情況經常遇到:要求一個信號即能向顯示儀表輸送信號,又能傳送給諸如變頻器之類的設備。這就有可能在兩個設備之間產生干擾,若要徹底解決干擾問題,推薦使用隔離式信號分配器,它的二個輸出之間也是隔離的。它能實現輸入信號與外部設備隔離,同時實現接收信號設備之間隔離。

選型要點

  現在世面上隔離變送器種類繁多,為方便廣大用戶選型,現將選型要點總結如下:
  第一、明白自己輸入隔離器的信號是個什么特征,隔離器的輸入信號一般都是電量信號,但電量信號也有不同,比如有直流也有交流,有電流也有電壓,有頻率也有功率,有熱電偶也有熱電阻,有大信號也有小信號。像深圳科立恒公司就有全系列的隔離變送器,有專門用來隔離模擬信號的CSP系列和SC-VA系列隔離器,也有專門用來處理電量電力信號的KCE、CA/CV系列隔離轉換器。
  第二、明白自己的信號輸出要求,一般輸出信號是上PLC、DCS或儀表等器件,那么隔離器的輸出信號一定要和這些器件的輸入信號相匹配。常見的輸出信號有4-20mA,0-20mA,0-10V,1-5V等模擬信號。還要清楚輸出信號的回路數,像深圳科立恒公司的SC-VA可以兩路輸出。
  第三、明白自己所能提供的電源,隔離變送器一般都需要電源(雖然有無源式的隔離器,但所謂的無源都是假無源,只是在隔離器內部取了輸入信號來驅動隔離器工作而已),常用的工作電源有24Vdc、220Vac,不常用的電源有12Vdc、15Vdc、48Vdc、110Vac等。
  第四、安裝方式:隔離器一般采用導軌安裝,接線采用端子接線式,安裝在機柜中。
  第五、精度要求:深圳科立恒公司高精度產品:CSP系列、CS-VA系列、CA/CV系列產品,精度是0.1級和0.2級;較高精度產品:KCE系列產品,精度是0.2級和0.5級。
  第六、場合要求,比如說電力系統就得用CA/CV系列產品,其他產品就不是很適合。
  第七、尺寸要求,隔離變送設計日趨小型化,小型化的目的就是少占空間。當然應該允許用戶密集安裝,密集安裝則存在散熱問題,那么必須降低內部功耗。所以內部功耗的數值在選用時也應注意。深圳科立恒公司的SC/VA,KCE系列產品都是薄身結構、低功耗設計。
  現在市場上出現了許多以CPU為核心的隔離端子,具有現場可編程功能,有很高的靈活性,對顧客來講可以減少庫存數量,降低資金積壓,以CPU為核心的隔離端子必將成為這個領域主流。深圳科立恒公司的SC-VA就是這樣的產品,薄身結構、低功耗設計、輸入輸出信號現場可編程設置(撥動開關)、使用新型電源:20-265V,不分交直流。這些優點贏得了廣大使用商和經銷商的廣泛青睞。

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