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。
信号隔离器位于二个系统通道之间,所以选择隔离器首先要确定输入输出功能,同时要使隔离器输入输出模式(电压型、电流型、环路供电型等)适应前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑绝缘强度﹑总线通讯功能等许多重要参数涉及产品性能,例如噪音与精度有关、功耗热量与可靠性有关,这些需要使用者慎选。总之,适用、可靠、产品性价比是选择隔离器的主要原则。
太阳活动情况的剧烈变化。自然界噪声主要会对通讯产生干扰,而雷电能量尖蜂脉冲可以对很多设备造成损坏,应该加以避免或降低损坏程度,减少损失。
人为干扰
电磁干扰产生的根本原因是导体中有电压或电流的变化,即较大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能够使导体产生电磁波辐射。一方面,人们可以利用这一特点实现特定功能,例如,无限通信、雷达或其他功能,另一方面,电子设备在工作时,由于导体中的dv/dt或di/dt会产生伴随电磁辐射。无论主观上出于什么目的,客观上对电磁环境造成了污染。还有工厂企业在生产过程中会经常有一些大型的设备(电机、 变频器 )频繁开关,他们也会造成一些容性、感性的干扰,也将影响仪器仪表正常显示或采集。凡是有电压电流突变的场合,肯定会有电磁干扰存在。数字脉冲电路就是一种典型的干扰源,随着电子技术的广泛应用,电磁污染情况会越来越严重.
优越性
在各个过程环路中使用信号隔离器办法可以用DCS或 PLC 等隔离卡件或者现场带的隔离的变送器(部分设备可以做到),也可以用信号隔离器来实现。比较起来,用信号隔离器有以下优点:
绝大部分情况,采用信号隔离器+非隔离卡件比采用隔离卡件便宜
信号隔离器比隔离卡件在隔离能力、抗电磁干扰等方面性能更加优越
信号隔离器应用灵活,而且它还有信号转换和信号分配及接口转换等功能,使用起来更加方便
信号隔离器通常有单通道、双通道、通道间相互完全***立、构成系统的配置、日常维护更加方便。
操作原则
经典案例可以说明信号隔离的重要性:某大型公司的生产线调试中。控制系统的信号输入板有八个通道,八个通道共用一个A/D转换器,经过变换后,由光电耦合元件实现与主机电路的隔离。但它的八个通道输入之间并没有隔离,八个通道输入信号每个单***接入控制系统均正常,接入多于两个外部信号时,控制系统显示数字乱跳,故障无法排除。
又如某锅炉控制系统检测锅炉各点温度,使用K分度热电偶作为传感器,同上述相似,***检测一点均正常,但是向控制系统接入两点以上热电偶时,控制系统显示的温度明显错误。
原因如下:两个现场仪表(A,B)向控制系统传送信号以及控制系统向两台现场仪表发出信号。假定传送的均为1~5VDC信号。理想情况,控制系统及两个现场仪表“地”电位完全相等,传送过程中又没有其他干扰,从控制系统输入来看,接收的信号正确。但实际上现场仪表不可能做到地电位完全相等,通常存在“地”电位差,若A仪表“地”与控制系统"地"同电位,B仪表比它们的“地”电位高0.1V,A仪表传送给控制系统的信号为1~5VDC,而B仪表传送给控制系统的信号则为1.1~5.1VDC,这样控制系统的误差就产生了。同时A、B仪表的“地”线在控制系统处汇合联接。将0.1V电压加在控制系统的地线上,有可能损坏控制系统的局部器件,同时在控制系统上显示错误数据。由此引起了上述现场调试中出现的问题,这两种情况在接入隔离器后均完全正常。
