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控制系统为何需要信号隔离器


 

 

在生产过程中,无论是控制系统还是监控系统,都有可能面临复杂环境的干扰,或短路、过压、不明脉冲等状况。因此,具有保护下集控制回路、削弱环境噪声影响、抑制接地或设备干扰、可限压额流、保护控制系统输入输出及通讯接口的隔离器,成为控制系统不可或缺的一部分。

 

信号隔离器的原理

 

信号隔离器的原理是将变送器或仪表的信号,通过半导体器件调制转化,然后通过光感或是磁感器件实现隔离转换,然后再实行解调转换回隔离前原信号,同时对隔离后信号的供电电源实行隔离处理,保证转换后的信号、电源、地之间绝对独立。同时对叠加在测量值上的干扰信号进行滤波,以及根据控制系统输入、输出要求对信号进行匹配,因此,隔离、放大、滤波和匹配是信号隔离器所起的作用。

 

一些DCS模块自带光电隔离功能,在一些系统中完全可以满足正常工作需求;但系统不可能始终处于正常工作状态,一旦发生事故造成器件损坏,更换隔离器比更换DCS模块更加省时省经费。因此小编建议还是需要根据实际情况确定是否安装隔离器。

 

信号隔离器的分类

 

信号隔离器分有源信号隔离器和无源信号隔离器。

 

有源信号隔离器

 

有源信号隔离器由独立的电源供电,以确保隔离器出色工作,模块在输入侧需要有源信号,在输出测它们则提供经过过滤和放大的信号,根据应用情况输入/输出与电源之间相互隔离。有源信号隔离器包括三端隔离、输入端隔离与输出端隔离。

 

三端隔离

 

三端隔离只需要一个电源,这个电源与测量电路隔离,采用这种技术隔离的模块,它们所有连接在输入端、输出端或者电源上的组件皆不会互相干扰,三端之间也相应地互相电隔离。

 

输入端隔离

 

采用这种隔离技术的模块应该保护输出侧连接的电子设备(例如控制器的输入卡)不受现场的各种干扰。所以,输入端和等电位的输出端和电源部分是电隔离的。

 

输出端隔离

 

采用这种隔离技术的模块应该保护输入侧连接的电子设备(例如控制器的输出卡)不受现场的各种干扰。所以,输出端和等电位的输入端和电源部分是电隔离的。

 

无源信号隔离器

 

无源信号隔离器提供了一种附加和实质性的便利,它无需额外的电源供电,模块的的工作电源是通过输入或输出回路提供,其内部电路消耗的电流极小,不影响信号的正确传输。根据信号隔离器的供电方式分输入侧供电、输出侧供电、无源馈电等。

 

输入侧供电

 

采用这种隔离技术时,这些模块从有源输入回路(例如电磁流量计或控制系统输出卡)获取所需的能量用于信号传输和电隔离,输出侧提供经过处理的电流信号用于控制或调节。

 

输出侧供电

 

采用这种隔离技术时,这些模块从有源输出回路(最好是从控制系统输入卡用辅助电源供电的)获取所需的能量用于信号传输和电隔离。

 

无源馈电隔离器

 

采用这种隔离技术时,这些模块从有源输出回路获取所需的能量用于信号传输和电隔离,无源馈电隔离器把这种从输出回路获得的能量另外还供给一个连接在输入侧的无源检测探头(例如压力变送器),检测探头借助于提供的能量发出一个有源信号,通过无源馈电隔离器电隔离并且从输出侧输出。

 

信号隔离器如何选择

 

隔离器位于两个系统通道之间,所以选择隔离器首先要确定输入输出功能,同时要使隔离器输入输出模式(电压型、电流型、环路供电型等)适应前后端通道接13模式。此外,尚有精度、功耗、噪音、绝缘强度、总线通信功能等许多重要参数涉及产品性能,例如:噪音与精度有关、功耗热量与可靠性有关,这些需要使用者慎选。总之,适用、可靠、产品性价比是选择隔离器的主要原则。