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信号(hao)隔離(li)器
在(zai)生産(chan)過程(cheng)起監(jian)視和(he)控制(zhi)的作(zuo)用是(shi)
自動(dong)化儀(yi)表
的(de)一種(zhong)。在計(ji)算機(ji)及相(xiang)應執(zhi)行機(ji)構,過(guo)程中(zhong)的信(xin)号既(ji)有微(wei)弱到(dao)☂️毫伏(fu)級的(de)小信(xin)号,又(you)有數(shu)十伏(fu)的大(da)信号(hao),而且(qie)還有(you)高達(da)數千(qian)伏、數(shu)百安(an)培的(de)信号(hao)要處(chu)理。從(cong)頻率(lü)上講(jiang),有直(zhi)流低(di)✉️頻範(fan)圍的(de),也有(you)高頻(pin)/脈沖(chong)尖峰(feng)。設備(bei)、儀表(biao)間互(hu)擾成(cheng)爲系(xi)統調(diao)試中(zhong)必須(xu)要解(jie)決💞的(de)問題(ti)。除了(le)電磁(ci)屏蔽(bi)之外(wai),解決(jue)各種(zhong)設備(bei)、儀表(biao)的🛀🏻“地(di)”,也即(ji)信号(hao)參考(kao)點的(de)電位(wei)差。因(yin)爲不(bu)同設(she)備、儀(yi)表♉的(de)信号(hao)要互(hu)傳互(hu)送,那(na)就♊存(cun)在信(xin)号參(can)考點(dian)問題(ti)。換💰句(ju)話說(shuo),要使(shi)信号(hao)完整(zheng)傳送(song)、儀表(biao)中的(de)信号(hao)有一(yi)個共(gong)同的(de)參考(kao)點,也(ye)即共(gong)有一(yi)個“地(di)”。進一(yi)步講(jiang),所有(you)設備(bei)、儀表(biao)的信(xin)号的(de)參考(kao)點之(zhi)間電(dian)位爲(wei)“零”。但(dan)是在(zai)實際(ji)環境(jing)中,這(zhe)裏面(mian)除了(le)各個(ge)設備(bei)、儀表(biao)“地”之(zhi)間連(lian)線電(dian)阻産(chan)生的(de)電壓(ya)降之(zhi)外,尚(shang)有各(ge)種設(she)備、儀(yi)表在(zai)不同(tong)環境(jing)受到(dao)幹擾(rao)不同(tong),以及(ji)導線(xian)🙇♀️接點(dian)‼️經💛受(shou)風吹(chui)雨淋(lin),導緻(zhi)接點(dian)質量(liang)下降(jiang)等諸(zhu)多因(yin)素。緻(zhi)使各(ge)個“地(di)”之間(jian)有差(cha)别。
兩(liang)個現(xian)場設(she)備儀(yi)表(A,B)向(xiang)PLC傳送(song)信号(hao)以及(ji)PLC向兩(liang)台現(xian)場設(she)備👨❤️👨儀(yi)表發(fa)出信(xin)号。假(jia)定傳(chuan)送的(de)均爲(wei)0-10VDC信号(hao)。情況(kuang),PLC及兩(liang)個現(xian)場設(she)備“地(di)”電位(wei)相等(deng)。傳送(song)過程(cheng)中又(you)沒有(you)幹擾(rao),這樣(yang)從PLC輸(shu)入來(lai)看,接(jie)❗收正(zheng)确。但(dan)正如(ru)前所(suo)述,兩(liang)個🌈現(xian)場設(she)備🏃🏻♂️通(tong)常有(you)“地”電(dian)位差(cha),舉💋例(li)來講(jiang),A設備(bei)“地”與(yu)PLC"地🏃♂️"同(tong)電位(wei),B設備(bei)比它(ta)們的(de)“地”電(dian)位高(gao)0.1V,這樣(yang)A設備(bei)給PLC的(de)信号(hao)爲0-10V,而(er)B設備(bei)🈲給PLC的(de)爲0.1V-10.1V,誤(wu)差就(jiu)産生(sheng)了,同(tong)時A,B設(she)備的(de)“地”線(xian)在PLC彙(hui)合📞聯(lian)接。将(jiang)0.1V電壓(ya)施加(jia)在PLC地(di)線條(tiao)上,有(you)可能(neng)損💃🏻壞(huai)🤩PLC局部(bu)“地”線(xian),同時(shi)在⭕顯(xian)示錯(cuo)誤數(shu)據,由(you)此引(yin)起的(de)問題(ti)在現(xian)場調(diao)試中(zhong)屢有(you)出現(xian)。一個(ge)經典(dian)案例(li)可以(yi)說明(ming)
信号(hao)隔離(li)
的重(zhong)要性(xing):某公(gong)司的(de)生産(chan)線調(diao)試中(zhong),使用(yong)某廠(chang)家手(shou)操器(qi)。數據(ju)采集(ji)闆有(you)每八(ba)個通(tong)道,八(ba)個通(tong)道共(gong)用一(yi)個12位(wei)💋A/D,經過(guo)變換(huan)後,由(you)12個光(guang)耦實(shi)現與(yu)主機(ji)隔離(li)。它的(de)八個(ge)通道(dao)輸入(ru)之間(jian)并♈沒(mei)有隔(ge)離,緻(zhi)使八(ba)個通(tong)道輸(shu)入信(xin)号每(mei)個單(dan)獨接(jie)入采(cai)集闆(pan)均正(zheng)常,接(jie)入兩(liang)個或(huo)✏️多于(yu)兩個(ge)外部(bu)信号(hao)時,顯(xian)示數(shu)字亂(luan)跳,故(gu)障無(wu)法排(pai)🆚除。又(you)如某(mou)海📧巡(xun)船測(ce)試發(fa)動機(ji)各點(dian)溫度(du),使用(yong)K型偶(ou)作爲(wei)傳感(gan)器,同(tong)上述(shu)相似(si),僅測(ce)試一(yi)💔點一(yi)切正(zheng)常,但(dan)是💁向(xiang)主機(ji)接入(ru)兩點(dian)或兩(liang)點以(yi)上溫(wen)度時(shi),顯示(shi)的溫(wen)度明(ming)顯錯(cuo)誤。這(zhe)兩種(zhong)情況(kuang)在接(jie)入隔(ge)離器(qi)後,均(jun)正常(chang)♈。
隔離(li)器
之(zhi)所以(yi)能起(qi)到這(zhe)個作(zuo)用,就(jiu)是它(ta)具有(you)使輸(shu)入/輸(shu)出✂️在(zai)電🌂氣(qi)上隔(ge)離的(de)特點(dian)。換句(ju)話講(jiang),輸入(ru)/輸出(chu)之間(jian)沒有(you)共同(tong)“地”,外(wai)來信(xin)号不(bu)管是(shi)0-10V,或帶(dai)着+10V幹(gan)擾的(de)10V-20V經隔(ge)離後(hou)均爲(wei)🏃🏻0-10V,也即(ji)隔離(li)後新(xin)⛹🏻♀️建立(li)的🔴PLC“地(di)”與外(wai)🌂部設(she)備、儀(yi)表“地(di)”沒關(guan)系。正(zheng)是由(you)于這(zhe)個原(yuan)因🔴,也(ye)實現(xian)輸入(ru)到PLC主(zhu)機的(de)多個(ge)外接(jie)設備(bei)儀表(biao)信号(hao)之間(jian)隔離(li)❌,也即(ji)它們(men)之間(jian)沒有(you)“地”的(de)關系(xi)。
上面(mian)談了(le)輸入(ru)到PLC信(xin)号的(de)隔離(li),同樣(yang)在PLC向(xiang)外部(bu)信号(hao)設備(bei)傳出(chu)信号(hao)也有(you)類似(si)現象(xiang)問題(ti)。顯然(ran)采用(yong)隔離(li)器亦(yi)能達(da)到解(jie)決問(wen)題的(de)目的(de)。
談到(dao)PLC向外(wai)部設(she)備、儀(yi)表發(fa)送信(xin)号,有(you)一種(zhong)情況(kuang)經常(chang)遇到(dao):要求(qiu)PLC的輸(shu)出即(ji)能給(gei)顯示(shi)儀表(biao),又能(neng)傳送(song)給變(bian)頻器(qi)一類(lei)的設(she)🌈備。欲(yu)解決(jue)幹擾(rao)問題(ti),推薦(jian)使用(yong)隔離(li)式信(xin)号分(fen)配器(qi)。這種(zhong)隔離(li)器即(ji)🈲實現(xian)PLC輸出(chu)信号(hao)與外(wai)🔴設隔(ge)離,同(tong)時實(shi)現外(wai)設之(zhi)間隔(ge)離。
有(you)時現(xian)場儀(yi)表在(zai)配套(tao)時,由(you)于協(xie)調不(bu)利,産(chan)生了(le)如下(xia)情🆚況(kuang),接收(shou)信号(hao)設備(bei)(例如(ru)接收(shou)4-20mA)接口(kou)連接(jie)爲兩(liang)線制(zhi)方👨❤️👨式(shi),也即(ji)接收(shou)口爲(wei)一個(ge)24V電源(yuan)與一(yi)個250Ω相(xiang)串聯(lian).接口(kou)兩根(gen)線:一(yi)個爲(wei)24V正極(ji),一個(ge)爲♋250Ω一(yi)端,适(shi)于連(lian)接現(xian)場兩(liang)線制(zhi)變🥰送(song)器。假(jia)如現(xian)場設(she)備爲(wei)四線(xian)制變(bian)送器(qi),輸出(chu)4-20mA。這樣(yang)進行(hang)直接(jie)連接(jie)将☎️造(zao)成電(dian)源沖(chong)突。解(jie)決方(fang)法是(shi)采用(yong)隔離(li)💔器将(jiang)現場(chang)來的(de)4-20mA接❗收(shou)并隔(ge)離,在(zai)隔離(li)器的(de)輸出(chu)部份(fen)接入(ru)🍓一個(ge)标準(zhun)的兩(liang)線制(zhi)變送(song)器,以(yi)應對(dui)接收(shou)設備(bei)的接(jie)口。
隔(ge)離器(qi)要保(bao)證輸(shu)入/輸(shu)出兩(liang)個部(bu)分隔(ge)離,外(wai)加工(gong)作電(dian)👄源24V在(zai)爲👅輸(shu)入、輸(shu)出部(bu)份供(gong)電同(tong)時,必(bi)須确(que)保在(zai)電🏃♀️氣(qi)上與(yu)兩個(ge)部分(fen)隔離(li)。這種(zhong)輸入(ru)/輸出(chu)/外加(jia)工作(zuo)電源(yuan)之間(jian)全部(bu)相互(hu)隔離(li)的器(qi)件常(chang)稱爲(wei)三隔(ge)離或(huo)全隔(ge)離器(qi)件. 從(cong)理論(lun)上講(jiang)這種(zhong)供電(dian)方式(shi),不🈚管(guan)隔離(li)器㊙️數(shu)量多(duo)少,均(jun)可用(yong)一台(tai)24V電💋源(yuan)供電(dian),不會(hui)産生(sheng)幹擾(rao)。
如果(guo)處理(li)标準(zhun)信号(hao)4-20mA,0-10V,0-5V輸入(ru)及輸(shu)出4-20mA,0-10V,0-5V信(xin)号,且(qie)同時(shi)需給(gei)前級(ji)設備(bei)供🛀電(dian)的情(qing)況下(xia),也稱(cheng)輸入(ru)/輸出(chu)/電源(yuan)三端(duan)全隔(ge)💜離,我(wo)們推(tui)🧡薦采(cai)用某(mou)電子(zi)公司(si)有源(yuan)信号(hao)隔離(li)放大(da)模塊(kuai)(又稱(cheng)隔離(li)配電(dian)器或(huo)信号(hao)調理(li)器)T62系(xi)列,該(gai)系列(lie)産品(pin)💯具有(you)0.1和0.05級(ji)💜的精(jing)度,同(tong)時溫(wen)漂控(kong)制在(zai)25PPM/℃,隔離(li)耐壓(ya)強度(du)高達(da)3KV到6KVDC,線(xian)性的(de)輸出(chu)保證(zheng)了📱信(xin)号在(zai)傳輸(shu)🧑🏾🤝🧑🏼過程(cheng)當中(zhong),同時(shi)提供(gong)了内(nei)嵌電(dian)源的(de)靈活(huo)多樣(yang)選擇(ze)(輸入(ru)/輸出(chu):5V,12V,24V).
如果(guo)處理(li)4-20mA到4-20mA電(dian)流信(xin)号的(de)隔離(li),同時(shi)不需(xu)要給(gei)前級(ji)設💜備(bei)配電(dian)的同(tong)時,這(zhe)裏推(tui)薦一(yi)種純(chun)無源(yuan)信号(hao)隔離(li)器T60系(xi)列。顯(xian)然省(sheng)去外(wai)接電(dian)源,使(shi)接線(xian)更簡(jian)捷,且(qie)功耗(hao)低、溫(wen)升小(xiao)、自身(shen)熱量(liang)低、可(ke)靠性(xing)高。T60的(de)最大(da)特點(dian)在于(yu)不需(xu)要外(wai)接電(dian)源,它(ta)帶來(lai)了簡(jian)捷可(ke)靠的(de)優點(dian),但也(ye)🎯帶來(lai)了使(shi)用上(shang)的局(ju)限性(xing). T60隻能(neng)對于(yu)4-20mA的電(dian)流信(xin)号進(jin)行的(de)隔離(li)傳送(song),而不(bu)能處(chu)理電(dian)壓信(xin)号輸(shu)入,從(cong)另一(yi)個意(yi)義上(shang)講是(shi)功率(lü)傳送(song),内部(bu)的功(gong)🐉率損(sun)耗無(wu)法避(bi)免.損(sun)耗表(biao)現在(zai)輸入(ru)㊙️端和(he)輸出(chu)端電(dian)流/電(dian)壓乘(cheng)積的(de)差值(zhi)上。以(yi)負載(zai)電阻(zu)RL=250Ω爲例(li),當輸(shu)出爲(wei)20mA時,輸(shu)出端(duan)☀️250Ω上的(de)電壓(ya)爲5.0V,而(er)輸入(ru)端的(de)兩端(duan)間電(dian)壓測(ce)試爲(wei)😄8.8V.簡單(dan)計算(suan)🥵表明(ming),内部(bu)損耗(hao)等于(yu)20mA×(8.8V-5.0V)=76(mW),也即(ji)☎️内部(bu)損耗(hao)爲76毫(hao)瓦.從(cong)使用(yong)✌️者角(jiao)度來(lai)看,假(jia)若輸(shu)出端(duan)💘負載(zai)電阻(zu)RL等于(yu)250Ω,那麽(me)從輸(shu)🥵入端(duan)看進(jin)去的(de)等效(xiao)電阻(zu)最大(da)值🤞爲(wei)8.8V/20mA=440(Ω)。換言(yan)之,在(zai)這種(zhong)情況(kuang)下輸(shu)入的(de)4-20mA電流(liu)🍉源必(bi)須具(ju)有驅(qu)動440Ω負(fu)載的(de)能力(li),才能(neng)使T60系(xi)列無(wu)源隔(ge)離器(qi)在輸(shu)出端(duan)負載(zai)電阻(zu)RL等于(yu)250Ω條件(jian)🚶下正(zheng)常工(gong)作。不(bu)過,從(cong)經驗(yan)來看(kan)大部(bu)分現(xian)場儀(yi)表能(neng)滿足(zu)這些(xie)條件(jian).
從隔(ge)離角(jiao)度看(kan)二線(xian)制變(bian)送器(qi)(含壓(ya)力、溫(wen)度、流(liu)量…),分(fen)爲隔(ge)離式(shi)及非(fei)隔離(li)式。采(cai)用隔(ge)離式(shi)二線(xian)制變(bian)送器(qi)的主(zhu)要目(mu)的是(shi)提高(gao)🏃♀️抗幹(gan)擾能(neng)力.
二(er)線制(zhi)變送(song)器的(de)隔離(li)有兩(liang)種方(fang)式.一(yi)種方(fang)式傳(chuan)感器(qi)和變(bian)送🏃♂️器(qi)🔞一體(ti)而又(you)必須(xu)放置(zhi)在現(xian)場指(zhi)定地(di)點,對(dui)于這(zhe)種情(qing)況🐕一(yi)般把(ba)隔離(li)器安(an)置在(zai)中央(yang)控制(zhi)室機(ji)櫃中(zhong).對現(xian)場二(er)線制(zhi)變送(song)器🆚的(de)電源(yuan)👉配送(song)有二(er)種接(jie)口形(xing)式,要(yao)根據(ju)現場(chang)具體(ti)情況(kuang)來定(ding).
信号(hao)隔離(li)放大(da)器設(she)計日(ri)趨小(xiao)型化(hua),那麽(me)小型(xing)化的(de)目👉的(de)就是(shi)少😘占(zhan)空間(jian)。當然(ran)應該(gai)允許(xu)用戶(hu)密集(ji)安裝(zhuang),密集(ji)安裝(zhuang)就存(cun)🌏在散(san)熱問(wen)👣題。換(huan)句話(hua)講,必(bi)須降(jiang)低内(nei)部功(gong)耗。
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