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隔离器(信号隔离器)在工业现场的应用

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工业生产过程监视和控制要用到多种自动化仪表、计算机及相应执行机构。过程中的信号既有微弱到毫伏级的小信号,又有数十伏的大信号,甚至还有高达数千伏、数百安培的信号要处理。从频率上讲,有直流低频范围的,也有高频/脉冲尖峰。设备仪表间的互相干扰就成为系统调试中必须要解决的问题。除了电磁屏蔽之外,解决各种设备仪表的“地”,即信号参考点的电位差,将成为重要课题。因为不同设备、仪表的信号要互传互送,那就存在信号参考点问题。换句话说,要使信号完整传送,理想化的情况是所有设备仪表的信号有一个共同的参考点,即共有一个“地”。进一步讲,所有设备仪表信号的参考点之间电位差为“零”。但是在实际环境中,这一点几乎是不可能的,这里面除了各个设备仪表“地”之间的连线电阻产生的电压降之外,尚 有各种设备仪表在不同环境受到的干扰不同,以及导线接点经受风吹雨淋导致接点质量下降等诸多因素,致使各个“地”之间有差别。
隔离器(信号隔离器)之所以能起到这个作用,就是它具有使输入/输出在电气上完全隔离的特点。换句话讲,输入/输出之间没有共同“地”,外来信号不管是0-10V,或带着共模干扰电压的0-10V经隔离后均为0-10V。即隔离后新建立的“地”与外部设备仪表“地”没关系。正是由于这个原因,也实现了输入到PLC主机的多个外接设备仪表信号之间隔离,即它们之间没有“地”的关系。
上面谈了输入信号和PLC信号的隔离,同样PLC向外部设备输出信号也有类似现象问题。显然采用隔离器就能解决问题。
这类电压/电压隔离器(信号隔离器)及电压/电流隔离转换器的产品型号是WS1521、WS1522。
1.不管PLC向外部设备仪表发送信号,还是外部设备仪表向其他设备发送信号,有一种情况经常遇到:要求一个信号即能向显示仪表输送信号,又能传送给诸如变频器之类的设备。这就有可能在两个设备之间产生干扰,若要彻底解决干扰问题,推荐使用隔离式信号分配器,它的二个输出之间也是隔离的。它能实现输入信号与外部设备隔离,同时实现接收信号设备之间隔离。
2.现场仪表在配套时有可能协调不利出现如下情况,接收信号设备(例如接收4-20mA)接口连接为二线制方式(即接收口为一个24V电源与一个250Ω相串联),接口的两根线一个为24V正极、一个为250Ω一端,适于连接现场二线制变送器。但现场设备为四线制变送器,输出4-20mA,这样进行直接连接将造成电源冲突。解决方法是采用隔离器将现场来的4-20mA接收并隔离,在隔离器的输出部份安装一个标准的二线变送器,以应对接收设备的接口。这个产品型号为WS9030。
隔离器要保证输入/输出两个部分隔离,外加工作电源24V在为输入、输出部份供电同时,必须确保在电气上与两个部分隔离。这种输入/输出/外加工作电源之间全部相互隔离的器件称为三隔离或全隔离器(信号隔离器 /pro1.asp?id=997)件. 从理论上讲这种供电方式,不管隔离器数量多少,均可用一台24V电源供电,不会产生干扰。
 

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