控制系統(tǒng)需要信號(hào)隔離器的原因分析

在生產(chǎn)過程中，無論是控制系統(tǒng)還是監(jiān)控系統(tǒng)，都有可能面臨復(fù)雜環(huán)境的干擾，或短路、過壓、不明脈沖等狀況。因此，具有保護(hù)下集控制回路、削弱環(huán)境噪聲影響、抑制接地或設(shè)備干擾、具有限壓、額流，保護(hù)控制系統(tǒng)輸入輸出及通訊接口的隔離器，成為控制系統(tǒng)不可或缺的一部分。

信號(hào)隔離器的原理

信號(hào)隔離器的原理是將變送器或儀表的信號(hào)，通過半導(dǎo)體器件調(diào)制轉(zhuǎn)化，然后通過光感或是磁感器件實(shí)現(xiàn)隔離轉(zhuǎn)換，然后再實(shí)行解調(diào)轉(zhuǎn)換回隔離前原信號(hào)，同時(shí)對(duì)隔離后信號(hào)的供電電源實(shí)行隔離處理，保證轉(zhuǎn)換后的信號(hào)、電源、地之間絕對(duì)獨(dú)立。同時(shí)對(duì)疊加在測量值上的干擾信號(hào)進(jìn)行濾波，以及根據(jù)控制系統(tǒng)輸入、輸出要求對(duì)信號(hào)進(jìn)行匹配，因此，隔離、放大、濾波和匹配是信號(hào)隔離器所起的作用。

一些DCS模塊自帶光電隔離功能，在一些系統(tǒng)中完全可以滿足正常工作需求；但系統(tǒng)不可能始終處于正常工作狀態(tài)，一旦發(fā)生事故造成器件損壞，更換隔離器比更換DCS模塊更加省時(shí)省經(jīng)費(fèi)。因此建議還是需要根據(jù)實(shí)際情況確定是否安裝隔離器。

信號(hào)隔離器的分類

信號(hào)隔離器分有源信號(hào)隔離器和無源信號(hào)隔離器。

有源信號(hào)隔離器

有源信號(hào)隔離器由獨(dú)立的電源供電，以確保隔離器出色工作，模塊在輸入側(cè)需要有源信號(hào)，在輸出測它們則提供經(jīng)過過濾和放大的信號(hào)，根據(jù)應(yīng)用情況輸入/輸出與電源之間相互隔離。有源信號(hào)隔離器包括三端隔離、輸入端隔離與輸出端隔離。

三端隔離

三端隔離只需要一個(gè)電源，這個(gè)電源與測量電路隔離，采用這種技術(shù)隔離的模塊，它們所有連接在輸入端、輸出端或者電源上的組件皆不會(huì)互相干擾，三端之間也相應(yīng)地互相電隔離。

輸入端隔離

采用這種隔離技術(shù)的模塊應(yīng)該保護(hù)輸出側(cè)連接的電子設(shè)備(例如控制器的輸入卡)不受現(xiàn)場的各種干擾。所以，輸入端和等電位的輸出端和電源部分是電隔離的。

輸出端隔離

采用這種隔離技術(shù)的模塊應(yīng)該保護(hù)輸入側(cè)連接的電子設(shè)備(例如控制器的輸出卡)不受現(xiàn)場的各種干擾。所以，輸出端和等電位的輸入端和電源部分是電隔離的。

無源信號(hào)隔離器

無源信號(hào)隔離器提供了一種附加和實(shí)質(zhì)性的便利，它無需額外的電源供電，模塊的的工作電源是通過輸入或輸出回路提供，其內(nèi)部電路消耗的電流極小，不影響信號(hào)的正確傳輸。根據(jù)信號(hào)隔離器的供電方式分輸入側(cè)供電、輸出側(cè)供電、無源饋電等。

輸入側(cè)供電

采用這種隔離技術(shù)時(shí)，這些模塊從有源輸入回路(例如電磁流量計(jì)或控制系統(tǒng)輸出卡)獲取所需的能量用于信號(hào)傳輸和電隔離，輸出側(cè)提供經(jīng)過處理的電流信號(hào)用于控制或調(diào)節(jié)。

輸出側(cè)供電

采用這種隔離技術(shù)時(shí)，這些模塊從有源輸出回路(最好是從控制系統(tǒng)輸入卡用輔助電源供電的)獲取所需的能量用于信號(hào)傳輸和電隔離。

無源饋電隔離器

采用這種隔離技術(shù)時(shí)，這些模塊從有源輸出回路獲取所需的能量用于信號(hào)傳輸和電隔離，無源饋電隔離器把這種從輸出回路獲得的能量另外還供給一個(gè)連接在輸入側(cè)的無源檢測探頭(例如壓力變送器)，檢測探頭借助于提供的能量發(fā)出一個(gè)有源信號(hào)，通過無源饋電隔離器電隔離并且從輸出側(cè)輸出。

信號(hào)隔離器如何選擇

隔離器位于兩個(gè)系統(tǒng)通道之間，所以選擇隔離器首先要確定輸入輸出功能，同時(shí)要使隔離器輸入輸出模式(電壓型、電流型、環(huán)路供電型等)適應(yīng)前后端通道接1：3模式。此外，尚有精度、功耗、噪音、絕緣強(qiáng)度、總線通信功能等許多重要參數(shù)涉及產(chǎn)品性能，例如：噪音與精度有關(guān)、功耗熱量與可靠性有關(guān)，這些需要使用者慎選?？傊m用、可靠、產(chǎn)品性價(jià)比是選擇隔離器的主要原則。