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信号隔离器的应用,一文轻松搞定!

作者:苏州迅鹏 来源:原创 日期:2019/9/4 9:41:56 人气:111
干扰产生原因及解决方法

随着工业自动化的发展,工业现场不同的自动化仪表、执行机构和检测设备等组成大大小小的检测与控制系统,它们之间需传递各种各样信号。系统工作过程中,会出现信号传输失真、不同信号之间的相互干扰、信号不匹配、高频脉冲信号导致的电磁干扰等问题。这些问题会导致系统不稳定、误操作、甚至无法工作。为了有效解决上述问题,系统中通常需要使用信号隔离器。

信号隔离器

信号隔离器是一种利用光电隔离或电磁隔离器切断输入信号与输出信号之间的电气连接的一种设备,起到电气隔离的作用,同时不影响信号的传输。信号隔离器往往会根据要求,增加很多其他功能,如信号运算,信号分配,信号转换等,信号隔离器在系统中的具体应用如下

1、消除接地环路影响

当系统中多点接地时,不同设备之间参考点存在电势差,从而形成地环路,会产生干扰,导致信号传输失真(如图一)。如果在信号传输环路中增加一个隔离器,切断地环路,可彻底解决这个问题(如图二)。


图一


图二

2、消除高频电磁干扰

某些设备工作时会产生高频电磁干扰,如变频器。变频器产生的干扰将通过连接线进入其他设备,如DCS系统,会导致信号不稳定,严重时可能导致DCS系统不能正常工作(如图三)。在这二者之间增加一个隔离器,利用隔离器对高频信号的抑制作用,可以将信号滤波后送到DCS系统(如图四)。


图三


图四

3、解决设备之间信号不匹配问题

若两个需要互联的仪表之间信号不匹配,则需要用隔离器来实现信号转换功能,从而保证仪表的互连,如图五,隔离器将4-20mA信号转换为0-10V信号后接入DCS/PLC输入板卡,如图五。


图五

4、向变送器提供工作电源(配电)

隔离器系列中的配电器可以向现场的二线制变送器提供工作电源,同时可以采样二线制变送器的输出信号(变送器的工作电源和输出信号共用一个回来),如图六。


图六

5、消除信号的电源冲突

有时变送器输出的信号是有源的信号(电流源),而DCS/PLC的采集板卡只能输入二线制信号(即DCS/PLC板卡可配电),此时需要隔离器来实现这样的转换,如图七。

图七

6、非线性信号的线性化处理

我们知道,热电偶和热电阻的输出信号与温度之间成一定的函数关系,然而并不是线性关系,当系统需要跟温度成线性关系的信号时,用XP-TP或XP-K系列隔离器采样热电偶和热电阻的信号,并进行线性化处理,输出与温度成线性关系的标准模拟量信号(如图八)。


图八

7、一路信号分配成多路信号

一些场合,我们需要将一个信号同时送给多个系统,如分别送到DCS和显示仪表,通过信号隔离器可实现信号分配功能(如图九)。为了满足这些应用,XP系列隔离器大多数可以选择一入二出、一入三出、一进四出功能。


图九

8、其他功能应用

输入多路信号选择其中一路输出,多路信号之间进行加减乘除等数学运算,这些特殊的应用偶尔会出现,有一些特殊的隔离器产品可以满足。


苏州迅鹏信号隔离器系列




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