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王晶晶
安科瑞电气有限公司
[摘要] 从信号隔离器的应用场景出发,结合客户的一些实际应用分析,介绍了工业领域信号隔离器的选型技术,着重分析了不同类型信号隔离器的应用特点。
【关键词】隔离器; 可编程控制器; 信号; 接地
介绍
在工业系统中,信号隔离器通常安装在外围设备和接口设备之间,以保证信号输入输出的隔离和后级设备的稳定运行,解决不同设备和仪表信号之间参考点的电位差问题。 干扰滤除,信号得以完整传输。 如果所有仪器设备的信号只有一个共同的参考点,可以达到很好的效果,但在实际应用环境中,这几乎是不可能的。
隔离器之所以能起到这个作用,是因为输入和输出完全电气隔离。 输入和输出之间没有共同的“地”。 如果输入信号为0~5V或有+1V干扰,隔离后仍为0~5V,即隔离后新建立的PLC“地”与外部设备、仪器相连。 “地”无所谓:正是由于这个原因,输入PLC主机的多个外部设备仪表信号之间也实现了隔离,即它们之间没有“地”关系。 在PLC向外部信号设备传输信号时也存在类似现象,采用隔离器也可以达到解决问题的目的。 图1。
图1
1、三端隔离型
大多数隔离器需要外接电源,一般为DC24V或AC220V。 该电源在给输入输出部分供电的同时,也保证了其与输入输出两部分电气隔离。 这种将输入、输出、工作电源相互隔离的隔离器称为三端隔离型。 从理论上讲,无论隔离器的数量多少,这种供电方式都可以由一个电源供电,而不会引入干扰。
1.支持多种输入方式
三端隔离输入支持电流源、三线制、两线制等多种输入方式。 在自动控制系统中,一般需要对现场压力、水位、流量等信号进行测量和监控。 常使用压力传感器、水位传感器、流量传感器等。 这些非电气传感器分为 2 线、3 线和 4 线。 控制等类型需要外接电源。 为保证供电安全,一般采用DC24V。 常用的方式是使用相关控制系统设备提供的DC24V电源。 自动化控制系统中有大量的传感器需要监控。 着眼于它们的重要性,保证现场控制单元的安全运行,一般都提供独立的DC24V供电模块。 信号隔离器作为连接传感器与PLC的桥梁,不仅提高了模拟信号的测量精度、抗电磁干扰能力、电气隔离的安全性能,而且可以有效解决传感器供电安全和安全问题。相对独立。
三端隔离接线图
2、输出电源类型
在仪器匹配现场,由于各种原因可能会出现以下情况:24V两线接口可能接在受电设备的信号输入端信号隔离器,通电时仪器接口可能不匹配。现场调试。 例如,现场发送设备为四线制变送器,输出4~20mA,接收端4~20mA接口为两线制回路供电方式,不方便外接电源供应。 变送器通过信号输出线连接到输出回路,由接收设备供电,同时隔离现场4线制变送器的信号并输出。
输出电源型接线图
3.被动式
如果您处理 4~20mA 到 4~20mA 电流信号的隔离,这里有一款不需要额外电源的隔离器。 显然省去了外接电源,接线更简单,而且功耗低,自热小,可靠性高。 这个特点是不需要外接电源,带来了简单可靠的优点,但也带来了使用上的局限性。 对于4~20mA信号的隔离传输,从另一种意义上说,它是一种内部功率传输。 功率损耗是必不可少的,负载能力会受到输入端电压的影响。 因此,在实际应用过程中,需要根据后级的负载要求和输入端的电压来考虑是否采用无源型。
被动式接线图
4.应用选择
对于需要隔离4~20mA信号并选择无源型以简化布线的现场,需要注意后级的负载要求。 如果不能满足负载要求,被动式就不能正常使用;
在输出电源类型的应用场景中,如果后续产品的输入电路有电源,则输出电源类型的负载需求与输出电路的电源正相关;
三端隔离型在应用中的缺点是需要独立供电,但其精度、抗干扰能力、负载能力、纹波均优于无源型和输出供电型。
5. BM100信号隔离器
1 概述
BM100系列信号隔离器用于工业生产中,增加仪表的负载能力,保证连接同一信号的仪表互不干扰信号隔离器,提高电气安全性能。 BM100信号隔离器对输入的电压、电流、电阻或温度信号进行采集、放大、计算、抗干扰处理,输出隔离的电流、电压信号,安全送往二次仪表或PLC/DCS使用。
二、技术参数
六,结论
在PLC/DCS控制系统中加入信号隔离器的连接方式,有效解决了控制系统中的干扰问题,但工业现场应用多种多样,因此隔离器的选择尤为重要。 只有根据控制需要选择合适的隔离器,才能达到工业控制所需的精度和稳定性。
参考:
[1] 企业微电网设计与应用手册。 2020.6.
[2] 陈杰. 隔离器在工业现场零部件中的应用[J]. 石化自动化, 2005
[3] 王洪绍. 隔离装置在工业领域的应用与选择[J]. 四川水泥,2006,5(5):45-47.[7]
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