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隔離器的供電方式和產(chǎn)品選購

閱讀次數(shù)：486 發(fā)布時間：2023-03-29 15:57:32

一、隔離器原理

系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的原因

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)行機構(gòu)，它們之間的信號傳輸既有微弱到毫伏級、微安級的小信號，又有幾十伏，甚至數(shù)千伏、數(shù)百安培的大信號；既有低頻直流信號，也有高頻脈沖信號等等，構(gòu)成系統(tǒng)后往往發(fā)現(xiàn)在儀表和設(shè)備之間信號傳輸互相干擾，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤操作。出現(xiàn)這種情況除了每個儀表、設(shè)備本身的性能原因如抗電磁干擾影響外，還有一個十分重要的因素就是由于儀表和設(shè)備之間的信號參考點之間存在電勢差，因而形成“接地環(huán)路”造成信號傳輸過程中失真。因此，要保證系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠的運行，“接地環(huán)路”問題是在系統(tǒng)信號處理過程中必須解決的問題。

解決“接地環(huán)路”的方法

根據(jù)理論和實踐分析，有三種解決方案：

第一種方案：所有現(xiàn)場設(shè)備不接地，使所有過程環(huán)路只有一個接地點，不能形成回路，這種方法看似簡單，但在實際應(yīng)用中往往很難實現(xiàn)，因為某些設(shè)備要求必須接地才能保證測量精度或確保人身安全，某些設(shè)備可能因為長期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點。

第二種方案：使兩接地點的電勢相同，但由于接地點的電阻受地質(zhì)條件及氣候變化等眾多因素的影響，這種方案其實在實際中無法完全做到。

第三種方案：在各個過程環(huán)路中使用信號隔離方法，斷開過程環(huán)路，同時又不影響過程信號的正常傳輸，從而徹底解決接地環(huán)路問題。

二、供電方式

隔離器常見的供電方式有獨立供電、回路供電和輸出回路供電。

獨立供電的隔離器：

需要配備獨立20~35VDC的直流電源。這種方式的優(yōu)點是隔離傳輸精度高；電源、輸入、輸出之間完全隔離，多路系統(tǒng)供電電源不需隔離，可保證高抗干擾性能，輸入信號可以變換為其它類型的型號。

回路供電的隔離器：

在實際工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中，DCS、PLC或其他顯示儀表具有卡件內(nèi)部供電的使用越來越廣泛?；芈饭╇娦透綦x器又往往不能滿足這些卡件對信號隔離傳輸精度要求高和二線制變送器配電電壓要求高的條件。因此，輸出回路供電型的隔離器既保留了獨立供電型隔離器的優(yōu)越性能，又滿足輸出回路供電接口的要求。

三、產(chǎn)品選購

在隔離器選型時除了要確定隔離器的功能、適應(yīng)前后端接口外，還有精度、輸出紋波、溫度漂移、功耗、響應(yīng)時間等許多參數(shù)需要用戶謹慎選擇。

精度

隔離器的精度是非常重要的參數(shù)，精度的高低直接關(guān)系到隔離器能否正常使用。隔離器的精度體現(xiàn)了隔離器的設(shè)計、制造水平。用戶在選用時應(yīng)該選用精度高的產(chǎn)品。

輸出紋波

對隔離器精度產(chǎn)生影響的參數(shù)還有輸出紋波。輸出紋波的產(chǎn)生是由于隔離器使用DC/DC電路對隔離器的工作電源進行隔離給隔離器內(nèi)部電路供電，輸入信號也要先使用DC/DC電路調(diào)制成交流信號然后經(jīng)過隔離部分電路進行信號隔離，隔離后的信號經(jīng)解調(diào)后再轉(zhuǎn)換成直流信號輸出。以CPU為核心的隔離器也存在脈沖信號。隔離器內(nèi)部存在的這種高頻的交流分量，就是產(chǎn)生輸出紋波的原因。這些高頻的交流分量它們的頻率一般都有幾百KHZ、諧波較多，對信號的污染很難完全清除。如果輸出紋波較高，控制系統(tǒng)模擬量輸入模板采集到信號的誤差就大，對于高速輸入的模擬量輸入模板更是如此。所以選擇隔離器時應(yīng)要求輸出紋波的峰-峰值越小越好。順連電子的各種系列隔離器均采用高效的濾波電路，較好的抑制了輸出紋波。用戶在選用時應(yīng)該選用紋波小的產(chǎn)品。

溫度漂移

溫度漂移是由于隔離器工作時產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致隔離器內(nèi)所使用的電子元器件性能指標(biāo)下降造成隔離器的輸出值發(fā)生變化。選擇隔離器時應(yīng)要求溫度漂移的值越小越好。為了防止溫度漂移，帕羅肯隔離器產(chǎn)品進行了低功耗、微功耗設(shè)計，使得隔離器工作時本身的發(fā)熱量很小甚至于不發(fā)熱，這樣就能防止因產(chǎn)品工作時發(fā)熱引起所使用元器件的性能指標(biāo)下降，防止造成溫度漂移。用戶在選用時應(yīng)該選用溫度漂移小的產(chǎn)品。

響應(yīng)時間

響應(yīng)時間是指產(chǎn)品的輸入量發(fā)生變化到產(chǎn)品的輸出量正確的將變化量反映的輸出上的時間。響應(yīng)時間越短，就能夠越真實的正確反映出輸入量的變化，有效的監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程。在選擇隔離器時響應(yīng)時間要求越短越好。用戶在選用時應(yīng)該選用響應(yīng)時間小的產(chǎn)品。

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