信号隔離(變換)器的(de)主要應用(yòng)

1. 隔離輸入/輸出信号(對(duì)應型号爲:SC-VA1,一進一出)
這(zhè)是信号隔離器最主要的(de)功能。信号隔離器一方面能解決接地環路和(hé)設備互聯時(shí)産生的(de)地線參考點不同的(de)問題,另一方面能有效地去除線路在傳輸過程中可(kě)能受到的(de)無限射頻(pín)和(hé)電磁幹擾問題。

 


在上圖中,兩台現場(chǎng)設備(1#和(hé)2#儀表)向PLC/DCS傳送模拟信号,同時(shí)PLC/DCS向另外兩台現場(chǎng)設備(3#和(hé)4#儀表)發出模拟信号進行顯示和(hé)控制。在這(zhè)套系統中,理(lǐ)想的(de)狀态是:位于現場(chǎng)的(de)1#、2#設備與位于主控室的(de)PLC/DCS的(de)參考“地”電位完全相等,而且傳輸過程中不存在任何幹擾,這(zhè)樣才能保證PLC/DCS接收正确。但現實情況是這(zhè)種“理(lǐ)想狀态”很難實現。舉例來(lái)說,假設1#和(hé)2#設備輸入的(de)信号爲0-10V DC的(de)模拟信号。我們在現場(chǎng)測量兩者的(de)信号也(yě)完全正确。1#設備的(de)“地”與PLC/DCS的(de)“地”相等,而2#設備比它們的(de)“地”電位高(gāo)0.1V,這(zhè)樣PLC/DCS接收到的(de)1#設備的(de)信号爲0-10V,而接收到的(de)2#設備的(de)信号爲0.1-10.1V,顯然誤差産生了(le)。特别是在多(duō)級互連的(de)串聯設備中,這(zhè)種誤差會變得(de)非常大(dà)!如果我們簡單地把1#,2#設備的(de)“地”線在PLC/DCS處彙合連接,那麽這(zhè)0.1V的(de)電壓會施加在PLC/DCS的(de)“地”線上,有可(kě)能損壞PLC/DCS的(de)局部“的(de)”線。同樣,在輸出端的(de)3#,4#設備也(yě)會出現類似的(de)情況。由此引起的(de)問題在現場(chǎng)調試中屢見不鮮。
解決上述問題的(de)最好辦法就是在輸入端和(hé)輸出端分(fēn)别加上。從信号隔離器的(de)原理(lǐ)圖可(kě)以看出,它信号隔離器具有使輸入/輸出信号在電氣上完全隔離的(de)特點。換句話(huà)講,現場(chǎng)輸入設備與主控接收設備間不存在共“地”,那麽輸入信号不管是0-10V,或是帶有哪怕+10V幹擾的(de)10V-20V的(de)信号,經過隔離器後均變爲0-10V的(de)标準信号。例如某大(dà)型水(shuǐ)泥廠新建窯爐的(de)生産線調試中,當現場(chǎng)爐溫信号接入國外某著名品牌DCS系統的(de)8通(tōng)道模拟量輸入卡鍵後,溫度數據亂跳,根本無法控制,但在現場(chǎng)進行單點測試時(shí)又很穩定也(yě)很準确。又如某電廠化(huà)水(shuǐ)處理(lǐ)工程中,當現場(chǎng)各種不同類型的(de)壓力變送器信号接入PLC後,數據跳動厲害,而且誤差非常大(dà),但同樣在現場(chǎng)進行單點測試時(shí)很穩定也(yě)很準确,可(kě)是隻要向PLC接入兩點以上的(de)信号後,信号就發生跳變。這(zhè)兩種情況在加了(le)信号隔離器後,一切正常!

 


2. 信号隔離分(fēn)配(對(duì)應型号爲SC-VA2,一進兩出)
在實際應用(yòng)中,我們經常遇到将一個(gè)變送器信号接入兩個(gè)或兩個(gè)以上接收裝置的(de)情況,若采用(yòng)串聯環路,則環路中任一處開路都會造成整個(gè)環路上的(de)儀表無信号,同時(shí)負載電阻之和(hé)很容易超過變送器的(de)負載能力,所以一般不采用(yòng)這(zhè)種方式。通(tōng)常采用(yòng)的(de)方式是:在環路中串接一個(gè)電阻,再将負載并聯在電阻上以取得(de)電壓信号,如串接一個(gè)250Ω電阻将4-20mA電流信号轉換成1-5V電壓信号。如下(xià)圖:

 

這(zhè)種方式雖然能避開開路及負載能力等問題,但卻存在以下(xià)不足:
① 由于電阻本身難以達到高(gāo)精度,加之存在接線端電阻以及電阻發熱(rè)引起阻抗升高(gāo)等因素,所以電壓信号較難保證高(gāo)精度;
② 通(tōng)過串聯電阻取電壓信号方法是以假定接收設備的(de)輸入阻抗無窮大(dà)爲理(lǐ)想前提的(de),所以接收設備的(de)輸入阻抗必然對(duì)信号的(de)測量産生誤差,而且,并聯設備數目越多(duō),誤差越大(dà);
③ 導線越長(cháng),電阻的(de)電壓降越大(dà),對(duì)實際電壓信号的(de)影(yǐng)響也(yě)越大(dà),因此信号傳輸距離不能太長(cháng);
④ 由于RFI/EMI(無線射頻(pín)/電磁幹擾)的(de)信号容易與電壓信号疊加,所以該連接易受無限射頻(pín)/電磁幹擾。
解決以上問題的(de)理(lǐ)想方案就是使用(yòng)信号(隔離)分(fēn)配器!它精度高(gāo)、隔離能力強,可(kě)以解決以上各種問題,

兩輸出信号既可(kě)相同也(yě)可(kě)互異,變送器、RCVR(接收設備)間完全隔離;任一接收設備出現故障,不會影(yǐng)響整個(gè)環路及另一套設備。

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