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现在世面上隔离变送器种类繁多,为方便广大用户选型,现将选型要点总结如下:
第一、明白自己输入隔离器的信号是个什么特征,隔离器的输入信号一般都是电量信号,
但电量信号也有不同,比如有直流也有交流,有电流也有电压,有频率也有功率,
有热电偶也有热电阻,有大信号也有小信号。像深圳科立恒公司就有全系列的隔离
变送器,有专门用来隔离模拟信号的CSP系列和SC-VA系列隔离器,也有专门用
来处理电量电力信号的KCE、CA/CV系列隔离转换器。
第二、明白自己的信号输出要求,一般输出信号是上PLC、DCS或仪表等器件,那么隔离
器的输出信号一定要和这些器件的输入信号相匹配。常见的输出信号有4-20mA,
0-20mA,0-10V,1-5V等模拟信号。还要清楚输出信号的回路数,像深圳科立恒公
司的SC-VA可以两路输出。
第三、明白自己所能提供的电源,隔离变送器一般都需要电源(虽然有无源式的隔离器,
但所谓的无源都是假无源,只是在隔离器内部取了输入信号来驱动隔离器工作而
已),常用的工作电源有24Vdc、220Vac,不常用的电源有12Vdc、15Vdc、48Vdc、
110Vac等。
第四、安装方式:隔离器一般采用导轨安装,接线采用端子接线式,安装在机柜中。
第五、精度要求:深圳科立恒公司高精度产品:CSP系列、CS-VA系列、CA/CV系列产品,
;较高精度产品:KCE系列产品,。
第六、场合要求,比如说电力系统就得用CA/CV系列产品,其他产品就不是很适合。
第七、尺寸要求,隔离变送设计日趋小型化,小型化的目的就是少占空间。当然应该允许
用户密集安装,密集安装则存在散热问题,那么必须降低内部功耗。所以内部功耗
的数值在选用时也应注意。深圳科立恒公司的SC/VA,KCE系列产品都是薄身结构、
低功耗设计。
现在市场上出现了许多以CPU为核心的隔离端子,具有现场可编程功能,有很高的灵
活性,对顾客来讲可以减少库存数量,降低资金积压,以CPU为核心的隔离端子必将成为这
个领域主流。深圳科立恒公司的SC-VA就是这样的产品,薄身结构、低功耗设计、输入输
出信号现场可编程设置(拨动开关)、使用新型电源:20-265V,不分交直流。这些优点赢
得了广大使用商和经销商的广泛青睐。
什么是隔离变送器?及其有什么作用?
?
简单地讲,隔离变送器是将一个信号隔离变送成另一个信号的电气器件。
隔离变送器有什么作用?
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工业信号为什么要隔离?由于工业现场的环境条件是很复杂的,各种干扰(天体放电干
扰、电晕电火花放电干扰、电气设备频率干扰、感应干扰)通过不同的耦合方式电(容耦合、
电磁耦合、共阻抗耦合、漏电流耦合)进入测量系统,使测量结果偏离准确值,严重时会让
测量系统不能工作,因此要对工业信号进行干扰抑制,也就是采取隔离措施,隔离器就派上
用场了。
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隔离就是破坏干扰途径、切断干扰耦合通道,从而达到抑制干扰的一种技术措施。常用
的隔离方法有:电磁隔离、调制隔离、光电隔离。像深圳科立恒公司的CSP系列、KCE系
列隔离器都采用光电隔离方式。
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将一种形式的信号转换成另一种形式的信号。
a、将各种物理量转换成标准的工业控制信号:比如温度信号转换成4-20mA信号,交
流800V电压信号转换成0-10V信号、直流1A电流信号转换成0-5V信号等
b、标准信号转换:比如4-20mA转1-5V
、远传作用
将一些微弱的毫伏级信号放大成易处理的标准信号,将易受干扰的电压信号转换成电流
信号,并将信号远传,像4-20mA信号可以传1000米。
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加设隔离变送器可以保护上位重要控制器件的安全,比如PLC、工控机、采集卡、仪
表等,隔离器以“自毁”的方式保护其他器件的安全,不安全信号先把隔离器烧坏,隔离器烧
坏后信号通路切断,其他器件被得以保安。
隔离变送器的隔离原理
生产过程监视和控制要用到多种自动化仪表、计算机及相应执行机构。过程中的信号既
有微弱到毫伏级的小信号,又有数十伏的大信号,甚至还有高达数千伏、数百安培、有直流
低频范围的,也有高频/脉冲尖峰的信号,设备仪表间的互相干扰就成为系统调试中必须要
解决的问题。除了电磁屏蔽之外,解决各种设备仪表的“地”(即信号参考点的电位差)将
成为重要课题。
因为不同设备、仪表的信号要互传互送,那就存在信号参考点问题。换句话说,要使信
号完整传送,理想化的情况是所有设备仪表的信号有一个共同的参考点,即共有一个“地”。
进一步讲,所有设备仪表信号的参考点之间电位差为“零”。但是在实际环境中,这一点几
乎是不可能的,这里面除了各个设备仪表“地”之间的连线电阻产生的电压降之外,尚有各
种设备仪表在不同环境受到的干扰不同,以及导线接点经受风吹雨淋导致接点质量下降等诸
多因素,致使各个“地”之间有差别。
以示意图一为例。
图中标明有两个现场设备1#、2#向PLC传送信号以及PLC向两台现场设备3#、4#
发出信号。假定传送信号均为0-10VDC。理想情况下PLC及两个现场设备1#、2#“地”电
位完全相等,传送过程中又没有干扰。这样从PLC输入来看,接收正确。但如前所述,两个
现场设备通常有“地”电位差。举例来讲,1#设备“地”与PLC“地”同电位,2#设备比它
们的“地”,这样1#设备给PLC的信号为0-10V,而2#设备给PLC的为
-,#、2#设备的“地”线在PLC汇合联接,
在PLC地线条上,可能损坏PLC局部“地”线。同时显示错误的数据。由此引起的问题在现
场调试中屡有出现。例如PLC的每个数据采集板由多个通道组成,多个通道共用一个12位
A/D,模拟量经过变换由后12个光耦隔离器实现与主机隔离。它的多个通道输入之间没有隔
离,致使在输入信号时,每个通道单独输入到采集板均正常。但是同时输入多个外部信号时,
显示数字乱跳故障无法排除。这两种情况在使用隔离器后,都正常了。
隔离器之所以能起到这个作用,就是它具有使输入/输出在电气上完全隔离的特点。换
句话讲,输入/输出之间没有共同“地”,外来信号不管是0-10V,或带着共模干扰电压的
0-10V经隔离后均为0-10V。即隔离后新建立的“地”与外部设备仪表“地”没关系。正是
由于这个原因,也实现了输入到PLC主机的多个外接设备仪表信号之间隔离,即它们之间没
有“地”的关系。
上面谈了输入信号和PLC信号的隔离,同样PLC向外部设备输出信号也有类似现象问题。
显然采用隔离器就能解决问题。
不管PLC向外部设备仪表发送信号,还是外部设备仪表向其他设备发送信号,有一种情
况经常遇到:要求一个信号即能向显示仪表输送信号,又能传送给诸如变频器之类的设备。
这就有可能在两个设备之间产生干扰,若要彻底解决干扰问题,推荐使用隔离式信号分配器,
它的二个输出之间也是隔离的。它能实现输入信号与外部设备隔离,同时实现接收信号设备
之间隔离。