?泰華儀表信號隔離器特點及應(yīng)用知識

在工業(yè)生產(chǎn)過程中實現(xiàn)監(jiān)視和控制需要用到各種自動化儀表、控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。工業(yè)現(xiàn)場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，同時又要對輸入的電流信號進(jìn)行采集、放大、運算、和進(jìn)行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號，供后面的二次儀表或其它儀表使用。這類用于現(xiàn)場的配電設(shè)備即為信號隔離器。

??采用信號隔離器可解決多點接地形成“接地環(huán)路”影響，和解決電磁干擾、高頻信號滲入影響，且信號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)后級設(shè)備不受雷擊和浪涌的侵害。

??采用信號隔離器，可以解決由于導(dǎo)線存在電阻，電壓信號在遠(yuǎn)距離傳輸時產(chǎn)生壓降，造成信號失真。信號隔離器可以將電壓信號轉(zhuǎn)化成為電流信號，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離信號傳送。

??采用信號隔離器，可接收來自現(xiàn)場的標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)模擬信號輸入，以標(biāo)準(zhǔn)信號形式輸出到控制室或DCS，實現(xiàn)電源、輸入和輸出相互隔離。由現(xiàn)場傳感器、變送器傳遞過來的電流信號、毫伏小信號或一些特殊信號不能直接采樣，需要把這些信號轉(zhuǎn)化為一定范圍的電壓信號，方便現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集。信號隔離器能方便地應(yīng)用于對現(xiàn)場儀表的各種信號進(jìn)行調(diào)理，通過隔離，并轉(zhuǎn)換成工業(yè)計算機(jī)，DCS，PLC等能接受的標(biāo)準(zhǔn)信號或用戶的特殊信號，在工業(yè)測量系統(tǒng)、電子設(shè)備、電力設(shè)備等方面被廣泛應(yīng)用。

??信號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。

??下面是信號隔離器的一般應(yīng)用:

PLC信號采集出現(xiàn)干擾

設(shè)計

品質(zhì)是設(shè)計出來的，在工程設(shè)計階段，工程師就考慮到所有可能發(fā)生的干擾現(xiàn)象。一般有下面幾個方面：

A、 接地系統(tǒng)的設(shè)計（參考三地處理原則）

B、 管線的設(shè)計，應(yīng)選合適的信號線、通訊線，作保守的管路設(shè)計，尤其是通訊管路采用全程金屬管。

C、 電源設(shè)計，尤其是有變頻器應(yīng)用的場合，需特別注意電源的隔離。

D、系統(tǒng)的通訊是系統(tǒng)關(guān)健的部分，要做到100%的穩(wěn)定可靠。

E、信號和模塊類型的匹配

開關(guān)量模塊、模擬量模塊和傳感器、通訊線等選型必須由經(jīng)驗豐富的工程師來進(jìn)行，比如模擬量模塊并不一定選用隔離模塊，但在什么情況下選用隔離模塊就須要有豐富工程經(jīng)驗。一般如下：

? 開關(guān)量采用無源接點輸入，不使用有源輸入；

? 模擬量采用隔離方式，用信號隔離器

? 通訊線進(jìn)行隔離或采用光纖

? 模擬量信號只能單邊接地。

三隔離型有源，在電子方面，需要外接輔助電源工作的器件稱為有源器件。ISO系列有源型信號隔離放大器可將傳感器與PLC、儀器儀表之間傳遞的信號進(jìn)行隔離、放大、轉(zhuǎn)換、分配和變送。通過選擇不同類型的IC進(jìn)行組合，可組成輸出多路相同或互為不同（1進(jìn)2出、2進(jìn)2出等）模擬量。工業(yè)現(xiàn)場傳感器與儀器儀表、PLC、DCS等控制系統(tǒng)經(jīng)常由于系統(tǒng)干擾、有源信號、無源信號、有源負(fù)載、無源負(fù)載的信號沖突和阻抗匹配問題而無法正常工作。正確選擇隔離器能有效解決這些問題這種隔離方式使得輸入、輸出和電源三部分之間均采用電隔離。所以保證與輸入、輸出和電源連接的設(shè)備之間不會產(chǎn)生干擾。它在輸入端接受有源信號，然后將信號通過放大，濾波等處理后在輸出端輸出隔離信號。輸入隔離型這種隔離方式主要是為了消除連接到輸出端的設(shè)備（例如：調(diào)節(jié)器、PLC輸入卡）與現(xiàn)場設(shè)備之間的干擾。它的輸入與輸出、電源之間隔離，輸出與電源是共地的。它在輸入端接受有源信號（例如變送器，變換器）然后將信號通過放大，濾波等處理后在輸出端輸出隔離信號。輸出隔離型這種隔離方式主要為了消除連接到輸入端的設(shè)備（例如，PLC輸出卡）與現(xiàn)場設(shè)備之間的干擾。它的輸入、電源與輸出之間隔離，輸入與電源是共地的。它在輸入端接受有源信號（例如，PLC輸出卡）然后將信號通過放大，濾波等處理后在輸出端輸出隔離信號。

信號隔離器的功能和工作原理

信號隔離器分為：有源信號隔離器，無源信號隔離器

有源信號隔離器，指隔離器本身需要一個獨立供電，供電可以選擇DC24V，或者選擇AC/DC 85-265V兩種其中的一種

有源信號隔離器輸入端可以是二線制，三線制，四線制各種儀表輸出的4-20mA信號，輸出為一個帶載能力比較強(qiáng)的4-20mA信號，一般不低于500歐姆的帶負(fù)載能力，具有增強(qiáng)信號的功能，隔離器本身用電損耗較小，市場的常規(guī)產(chǎn)品一般都不會高于100mA的電流損耗

無源信號隔離器本身不需要獨立給供電，隔離器自身的功率消耗是從輸入信號，或者輸出信號取電

輸入信號取電，這種隔離器會增加前級信號的負(fù)擔(dān)，隔離器輸出所帶的負(fù)載及隔離器本身內(nèi)阻都會成為前級信號的負(fù)載，如果前級4-20mA信號的帶載能力較弱的話，不推薦使用此種隔離器，這種隔離器輸出的也是有源的4-20mA信號

輸出信號取電，相當(dāng)于隔離器輸出一個二線制信號，需要后級設(shè)備回路給一個24V的恒壓供電，