模擬量信號隔離器應(yīng)用和選型

時間：2023-08-07作者：安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司瀏覽：27

【摘要】從信號隔離器的應(yīng)用場景出發(fā)，結(jié)合客戶一些實際應(yīng)用分析，介紹了工業(yè)現(xiàn)場信號隔離器的選用技術(shù) ，著重分析了不同類型的信號隔離器的應(yīng)用特點。
【關(guān)鍵詞】隔離器；PLC；信號；接地
 
引言
 
       在工業(yè)系統(tǒng)中，信號隔離器多在外設(shè)與接口設(shè)備之間，保證信號的輸入和輸出隔離以及后級設(shè)備的穩(wěn)定運行，解決了不同設(shè)備、儀表信號間的參考點的電位差，同時可以進行干擾過濾，信號便可以完整的傳輸。若所有儀表、設(shè)備的信號只有一個共同的參考點則可達到好的效果，但在實際應(yīng)用環(huán)境中，這一點幾乎是不可能。
       隔離器之所以能起到這個作用，在于輸入、輸出在電氣上完全隔離的特點。輸入和輸出之間沒有共同“地”，如輸入信號是0~5V或帶著+1V干擾的，經(jīng)隔離后仍為0~5V，即隔離后新建立的PLC“地”與外部設(shè)備、儀表“地”沒關(guān)系：正是由于這個原因，也實現(xiàn)輸入到PLC主機的多個外接設(shè)備儀表信號之間隔離，也即它們之間沒有“地”的關(guān)系。在PLC向外部信號設(shè)備傳出信號也有類似現(xiàn)象問題，使用隔離器也能達到解決問題的目的。如圖1。
圖1
 
一、三端隔離型
 
       大多數(shù)隔離器都要外加工作電源，一般為DC24V或AC220V。這個電源在為輸入、輸出部分供電時也確保在電氣上與輸入、輸出這兩個部分電氣隔離。這種輸入、輸出、工作電源之間相互隔離的隔離器稱為三端隔離型。從理論上講，這種供電方式不管隔離器數(shù)量多少，均可用一臺電源供電，不會引入干擾。
1.支持多種輸入模式
       三端隔離型輸入支持多種輸入方式，分別為電流源、三線制、二線制。在自動化控制系統(tǒng)中，一般需要現(xiàn)場的壓力、水位、流量等信號進行測量監(jiān)測，常常用到壓力傳感器、水位傳感器、流量傳感器等，這些非電量傳感器分為2線制、3線制、4線制等類型，均需外部提供工作電源，為保證電源的安全性一般采用DC24V，常用的方式是采用由相關(guān)控制系統(tǒng)設(shè)備提供的DC24V電源。自動化控制系統(tǒng)中需監(jiān)測的傳感器數(shù)量多，關(guān)注其重要性以及確?，F(xiàn)場控制單元運行安全，一般提供獨立的DC24V電源模塊。信號隔離器作為傳感器和PLC連接的橋梁，不僅提高了模擬信號測量精度、抗電磁干擾能力、電氣隔離安全性能，而且能夠有效解決傳感器供電電源安全和相對獨立的問題。
三端隔離型接線圖
 
二、輸出端供電型
 
       在儀表配套的現(xiàn)場，由于各種原因可能會產(chǎn)生如下情況：24 V兩線制接口可能接在電源接收設(shè)備的信號接入端，現(xiàn)場調(diào)試也會出現(xiàn)儀表接口不匹配。例如現(xiàn)場發(fā)送設(shè)備為四線制變送器輸出4~20mA，而接收端4~20mA的接口為二線回路供電方式，不方便外接電源，此時選用輸出端供電型信號隔離器，將供電型隔離器由信號輸出線接入到輸出環(huán)路，它由接收設(shè)備供電，同時隔離現(xiàn)場4線制變送器的信號并輸出。 
輸出端供電型接線圖
 
三、無源型
 
       如果處理4~20mA到4~20mA電流信號的隔離，這里推薦一種不需要再加電源的隔離器。顯然省去外接電源，使接線較簡捷，且功耗低、自身熱量低、可靠性高。這種特點在于不需要外接電源，它帶來了簡捷可靠的優(yōu)點，但也帶來了使用上的局限性，對于4~20mA信號進行的隔離傳送，從另一個意義上講是功率傳送內(nèi)部的功率損耗，帶載能力會受到輸入端電壓的影響，因此，實際應(yīng)用過程需要根據(jù)后級負載需求和輸入端電壓的大小做考慮無源型是否合適。
無源型接線圖
 
四、應(yīng)用選型
 
       對于現(xiàn)場需要對4~20mA信號進行隔離且為了簡化布線選用無源型，需要注意后級的帶載需求，如果不能滿足帶載需求，則無源型不能正常使用；
       輸出端供電型應(yīng)用場景中后級產(chǎn)品輸入回路帶有電源的情況，輸出端供電型的帶載需求和輸出回路的電源大小呈正相關(guān)；
       三端隔離型在應(yīng)用上的劣勢就是需要獨立電源供電，但其精度、抗干擾能力、帶載能力、紋波都是**無源型和輸出端供電型。
 
五、BM100信號隔離器
 
1.概述
       BM100系列信號隔離器在工業(yè)生產(chǎn)中為增加儀表負載能力并保證連接同一信號的儀表之間互不干擾，提高電氣安全性能。BM100信號隔離器將輸入的電壓、電流、電阻或溫度等信號進行采集、放大、運算、并進行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號，安全的輸送給二次儀表或PLC/DCS使用。
 
2.技術(shù)參數(shù)
六、結(jié)束語
 
       在PLC/DCS控制系統(tǒng)中加入信號隔離器的連接方式，有效解決了控制系統(tǒng)中的干擾問題，但工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用多種多樣，因此隔離器的選型也就顯得尤為重要。只有根據(jù)控制需要來選擇適合的隔離器，才能達到工業(yè)控制所需要的精度和穩(wěn)定性。 
 
參考文獻：
[1]企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.6.
[2]陳 潔．隔離器在工業(yè)現(xiàn)場件的應(yīng)用[J]．石油化工自動化，2005
[3]汪紅勺. 工業(yè)現(xiàn)場隔離器件的應(yīng)用和選擇[J].四川水泥,2006,5(5):45-47.[7]

安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司專注于變電所運維云平臺,安全用電管理云平臺,環(huán)保用電監(jiān)管云平臺等, 歡迎致電 15000353138

• 詞條

  詞條說明

• 智慧醫(yī)院能源管理系統(tǒng)平臺的建設(shè)思考與實踐

  摘要：隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算以及移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，系統(tǒng)信息化建設(shè)發(fā)展*，但醫(yī)院后勤**體系信息化建設(shè)相對滯后。現(xiàn)有的醫(yī)院后勤**體系信息化建設(shè)方案更多傾向于數(shù)字化與信息化建設(shè)，缺乏對信息的綜合處理、深度挖掘與聯(lián)動應(yīng)用。智慧醫(yī)院能源管理系統(tǒng)著眼于能源一體化管理，包含能源經(jīng)濟性管理和安全性管理兩方面內(nèi)涵。能源經(jīng)濟性管理從能源分類分項管理、能效提升、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化著手，逐步調(diào)整醫(yī)院用能結(jié)構(gòu)，從而

• 巴彥高勒煤礦選煤廠項目電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

  朱鹍安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；摘要：介紹巴彥高勒煤礦選煤廠項目電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表、采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000Z型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)配電室配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。關(guān)鍵詞：巴彥高勒煤礦選煤廠項目;智能電力儀表;Acrel-2000Z;電力監(jiān)控系統(tǒng);?&nb

• 威縣牛樂乳液悅鮮活二車間 電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

  威縣牛樂乳液悅鮮活二車間 電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用陸曉君安科瑞電氣股份有限公司? 上海 嘉定 201801；摘要：介紹威縣牛樂乳液悅鮮活二車間電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控和電能管理。關(guān)鍵詞：工業(yè)項目;威縣牛樂乳液悅鮮活二

• 淺析智慧消防在變電站中的應(yīng)用

  朱鹍安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801?摘要：闡述變電站智慧消防系統(tǒng)的建設(shè)，提出變電站智慧消防系統(tǒng)的特點、需要面臨的挑戰(zhàn)、應(yīng)該達到的建設(shè)標準，包括狀態(tài)感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、平臺技術(shù)。?關(guān)鍵詞：智慧消防，系統(tǒng)建設(shè)，變電站，標準。?1、引言? ? ? ?傳統(tǒng)的消防工作在管理模式上已經(jīng)無法適應(yīng)新的時代發(fā)展需要，所存在的不足愈