隔离作用: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。什么是隔离?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。
变换作用:将一种形式的信号转换成另一种形式的信号。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信号等标准信号转换:比如4-20mA转1-5V放大作用、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,以利于信号远传,像4-20mA信号可以传1000米。
保安作用: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,隔离器的隔离作用可以保护其他贵重器件的安全,以免损坏。
信号隔离器的主要类型隔离器:工业生产中为增加仪表负载能力并保证连接同一信号的仪表之间互不干扰,提高电气安全性能。需要将输入的电压、电流或频率、电阻等信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后,再输出隔离的电流和电压信号,安全的送给二次仪表或plcdcs使用。
配电器:工业现场一般需要采用两线制传输方式,既要为变送器等一次仪表提供24V配电电源,同时又要对输入的电流信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后,再输出隔离的电流和电压信号,供后面的二次仪表或其它仪表使用。
安全栅:一些特殊的工业现场(如燃气公司和化工厂)不但需要两线制传输,既提供配电电源又有信号隔离功能,同时还需要具有安全火花防爆的性能,可靠地遏制电源功率、防止电源、信号及地之间的点火,限流、降压双重限制信号及电源回路,把进入危险场所的能量限制在安全定额范围内。
信号隔离器选型
在信号隔离器选型时除了要确定隔离器的功能、适应前后端接口外,还有精度、输出纹波、温度漂移、功耗、响应时间等许多参数需要用户谨慎选择。
精度
隔离器的精度是非常重要的参数,精度的高低直接关系到隔离器能否正常使用。隔离器的精度体现了隔离器的设计、制造水平。顺连电子生产的隔离器除小信号、小量程等特殊输入信号的隔离变送器精度为±0.2%以外,其余的精度均为±0.1%。用户在选用时应该选用精度高的产品。
输出纹波对隔离器精度产生影响的参数还有输出纹波。输出纹波的产生是由于隔离器使用DC/DC电路对隔离器的工作电源进行隔离给隔离器内部电路供电,输入信号也要先使用DC/DC电路调制成交流信号然后经过隔离部分电路进行信号隔离,隔离后的信号经解调后再转换成直流信号输出。以CPU为核心的隔离器也存在脉冲信号。隔离器内部存在的这种高频的交流分量,就是产生输出纹波的原因。这些高频的交流分量它们的频率一般都有几百KHZ、谐波较多,对信号的污染很难完全清除。如果输出纹波较高,控制系统模拟量输入模板采集到信号的误差就大,对于高速输入的模拟量输入模板更是如此。所以选择隔离器时应要求输出纹波的峰-峰值越小越好。顺连电子的各种系列隔离器均采用有效的滤波电路,较好的抑制了输出纹波。乐虎游戏公司隔离器的输出纹波指标是:输出纹波峰-峰值小于10mV或者小于16μA,这个指标已经达到目前世界******产品的水平。用户在选用时应该选用纹波小的产品。
温度漂移
温度漂移是由于隔离器工作时产生热量,导致隔离器内所使用的电子元器件性能指标下降造成隔离器的输出值发生变化。选择隔离器时应要求温度漂移的值越小越好。为了防止温度漂移,乐虎游戏公司对隔离器产品进行了低功耗、微功耗设计,使得隔离器工作时本身的发热量很小甚至于不发热,这样就能防止因产品工作时发热引起所使用元器件的性能指标下降,防止造成温度漂移。乐虎游戏公司隔离器的温度漂移指标是:±0.015%/℃以下。用户在选用时应该选用温度漂移小的产品。低功耗功耗是指隔离器工作时所消耗的电能。它涉及到产品在工作时的发热量,这个参数与隔离器的使用寿命、可靠性和隔离器的外形、安装方式都有密切的关系。在选用隔离器时应选择功耗低的产品。乐虎游戏公司在隔离器的电路设计上采用了多项获得国家发明******的新技术,这些新技术是:输出部分可以根据负载的大小动态调整输出功率的自适应负载技术;隔离部分的电流互感功率补偿技术;电源部分的参数式开关稳压电源技术。目前乐虎游戏公司隔离器的功耗只有目前世界******品牌产品功耗的一半以下。若产品的功耗大,在产品工作时产生的热量就大,造成产品壳体内的温度高。组成产品的电子元器件长期的处于高温环境下,会导致运算放大器参数蜕变﹑电阻阻值变化﹑电容漏电增大等。这些问题将使产品性能下降,甚至导致产品故障、失效。
没有低功耗设计的保证,产品就不可能做到隔离器的超薄型、小型化、端子化。乐虎游戏公司推出了国内***薄的低功耗MZ系列产品、微功耗的MZ二线制系列产品和无源系列产品。目前国内的主流产品厚度一般都在20mm~30mm之间,国外***新产品的厚度为6.0mm。乐虎游戏公司的MZ系列产品达到了国外***新产品的水平,产品的单台厚度为6.2mm,并允许密集安装,可直接当端子使用。
为了节约控制系统的控制柜、电源、接线端子、连接线和人工成本等工程费用,用户在选用时应该选用低功耗的产品。
