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智能號(hào)配電器輸入單通道或雙通道二線(xiàn)制電流號(hào),變送輸出隔離的單路或雙路電流 或電壓號(hào),號(hào)輸入、號(hào)輸出、電源三者之間互相隔離,可有效解決現(xiàn)場(chǎng)存在的各類(lèi)號(hào)干擾,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求,進(jìn)行號(hào)處理轉(zhuǎn)換和分配,在現(xiàn)場(chǎng)與各類(lèi)顯示控制儀表及DCS、PLC等系統(tǒng)配套使用,在環(huán)保、電力、冶金、裝備制造、石化等行業(yè)的重大工程中有著廣泛應(yīng)用。
中文名 智能號(hào)隔離器 1 配電器輸入單通道 2 變送輸出隔離的單路或雙路電流 3 環(huán)保、電力、冶金
隔離器是一種采用線(xiàn)性光耦隔離原理,將輸入號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出。輸入,輸出和工作電源三者相互隔離,特別適合與需要電隔離的設(shè)備儀表配用。隔離器又名號(hào)隔離器,是工業(yè)控制系統(tǒng)中重要組成部分。
號(hào)隔離器 安裝方式 導(dǎo)軌安裝 測(cè)量精度 0.2% 工作溫度 0~50攝氏度 原 理 線(xiàn)性光耦隔離
作用原理
系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的原因
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)和控制需要用到各種自動(dòng)化儀表、控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu),它們之間的號(hào)傳輸既有弱到毫伏級(jí)、安級(jí)的小號(hào),又有幾十伏,甚至數(shù)千伏、數(shù)百安培的大號(hào);既有低頻直流號(hào),也有高頻脈沖號(hào)等等,構(gòu)成系統(tǒng)后往往發(fā)現(xiàn)在儀表和設(shè)備之間號(hào)傳輸互相干擾,造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤操作。出現(xiàn)這種情況除了每個(gè)儀表、設(shè)備本身的性能原因如抗電磁干擾影響外,還有一個(gè)十分重要的因素就是由于儀表和設(shè)備之間的號(hào)參考點(diǎn)之間存在電勢(shì)差,因而形成“接地環(huán)路”造成號(hào)傳輸過(guò)程中失真。因此,要保證系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠的運(yùn)行,“接地環(huán)路”問(wèn)題是在系統(tǒng)號(hào)處理過(guò)程中必須解決的問(wèn)題。
解決“接地環(huán)路”的方法
根據(jù)理論和實(shí)踐分析,有三種解決方案:
種方案:所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備不接地,使所有過(guò)程環(huán)路只有一個(gè)接地點(diǎn),不能形成回路,這種方法看似簡(jiǎn)單,但在實(shí)際應(yīng)用中往往很難實(shí)現(xiàn),因?yàn)槟承┰O(shè)備要求必須接地才能保證測(cè)量精度或確保人身,某些設(shè)備可能因?yàn)殚L(zhǎng)期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點(diǎn)。
第二種方案:使兩接地點(diǎn)的電勢(shì)相同,但由于接地點(diǎn)的電阻受地質(zhì)條件及氣候變化等眾多因素的影響,這種方案其實(shí)在實(shí)際中無(wú)法完全做到。
第三種方案:在各個(gè)過(guò)程環(huán)路中使用號(hào)隔離方法,斷開(kāi)過(guò)程環(huán)路,同時(shí)又不影響過(guò)程號(hào)的正常傳輸,從而徹底解決接地環(huán)路問(wèn)題。
抗干擾
1、供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì) 對(duì)傳感器、儀器儀表正常工作危害嚴(yán)重的是電網(wǎng)尖峰脈沖干擾,產(chǎn)生尖峰干擾的用電設(shè)備有:電焊機(jī)、大電機(jī)、可控機(jī)、繼電接觸器、帶鎮(zhèn)流器的充氣照明燈等。尖峰干擾可用硬件、軟件結(jié)合的辦法來(lái)抑制。
干擾控制器
(1)用硬件線(xiàn)路抑制尖峰干擾的影響。常用辦法主要有三種:
(2)①在儀器交流電源輸入端串入按頻譜均衡的原理設(shè)計(jì)的干擾控制器,將尖峰電壓集中的能量分配到不同的頻段上,從而減弱其破壞性;
(3)②在儀器交流電源輸入端加超級(jí)隔離變壓器,利用鐵磁共振原理抑制尖峰脈沖;
(4)③在儀器交流電源的輸入端并聯(lián)壓敏電阻,利用尖峰脈沖到來(lái)時(shí)電阻值減小以降低儀器從電源分得的電壓,從而削弱干擾的影響。
(2)利用軟件方法抑制尖峰干擾。對(duì)于周期性干擾,可以采用編程進(jìn)行時(shí)間濾波,也就是用程序控制可控硅導(dǎo)通瞬間不采樣,從而有效地干擾。
(3)采用硬、軟件結(jié)合的看門(mén)狗(watchdog)技術(shù)抑制尖峰脈沖的影響。軟件:在定時(shí)器定時(shí)到之前,CPU訪問(wèn)一次定時(shí)器,讓定時(shí)器重新開(kāi)始計(jì)時(shí),正常程序運(yùn)行,該定時(shí)器不會(huì)產(chǎn)生溢出脈沖,watchdog也就不會(huì)起作用。一旦尖峰干擾出現(xiàn)了“飛程序”,則CPU就不會(huì)在定時(shí)到之前訪問(wèn)定時(shí)器,因而定時(shí)號(hào)就會(huì)出現(xiàn),從而引起系統(tǒng)復(fù)位中斷,保證智能儀器回到正常程序上來(lái)。
公司在無(wú)源隔離器和柵的設(shè)計(jì)中采用電流互感功率補(bǔ)償式磁隔離,設(shè)計(jì)的無(wú)源隔離器和柵在輸入、輸出線(xiàn)性指標(biāo)上達(dá)到了有源隔離器和柵的水平。這樣的線(xiàn)性指標(biāo)在國(guó)內(nèi)、外都是領(lǐng)先的。
四、小型化、接線(xiàn)少。以適應(yīng)高密度的安裝要求
隔離器和柵作為二次儀表,安裝在控制室內(nèi),控制室的環(huán)境要求產(chǎn)品盡可能的小以實(shí)現(xiàn)高密度的安裝,同時(shí)接線(xiàn)的數(shù)量應(yīng)該盡可能的少,從而減少安裝和維護(hù)的難度。產(chǎn)品的小型化是隔離器和柵的發(fā)展趨勢(shì)。公司目前的MS系列產(chǎn)品的厚度只有6.2mm。低功耗的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)體現(xiàn)在產(chǎn)品的外觀上就是產(chǎn)品的小型化,只有低功耗產(chǎn)品才能實(shí)現(xiàn)密集安裝。伴隨著技術(shù)的進(jìn)步,我們將設(shè)計(jì)出功耗更低、性能更好、體積更小的產(chǎn)品。
目前國(guó)內(nèi)的主流產(chǎn)品厚度一般都在20mm~30mm之間,國(guó)外新產(chǎn)品的厚度為6.2mm。北京國(guó)電中自電氣有限公司的GD-CB系列達(dá)到了國(guó)外新產(chǎn)品的水平。
在整個(gè)自控領(lǐng)域,柵技術(shù)應(yīng)用于隔離、傳輸、處理、轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)號(hào)。為了適應(yīng)多種多樣的現(xiàn)場(chǎng)需求,柵元器件須具有普遍適用的特質(zhì)。同時(shí),應(yīng)盡可能的為客戶(hù)節(jié)約成本,簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和維護(hù),不斷推陳出新,為客戶(hù)提供更多種類(lèi)的柵。
圖1 緊湊型設(shè)計(jì)的IM系列柵可節(jié)約機(jī)柜空間
柵是公司研發(fā)的新生代,如圖1所示。IM系列具有多功能一體化的特性,范圍從隔離開(kāi)關(guān)放大器到繼電器耦合器。該系列產(chǎn)品采用統(tǒng)一的導(dǎo)軌安裝,深為110mm,寬為18mm或27mm,配有可插拔接線(xiàn)端子并可采用通用電源供電,大大方便了用戶(hù)。
采用圖爾克IM系列柵,過(guò)程控制安裝設(shè)計(jì)明顯簡(jiǎn)化。此時(shí),系統(tǒng)功能是項(xiàng)目設(shè)計(jì)者考慮的因素。IM系列柵的特性:
● 電源為通用供電單元
● 可插拔接線(xiàn)端子
● 三種不同變送形式
● 用于Namur輸入回路的ASIC電路
● 用于設(shè)定設(shè)備參數(shù)開(kāi)放式的PACtware
● 在整篇文章中,我們將著重介紹供電電源和可插拔端子部分。
電流變送器使用性能介紹:
●輸入負(fù)載:電流互感器CT:≤0.2VA
●超負(fù)荷能力:可承受2倍額定值(連續(xù)),10倍額定值(10s)
●精度:交流:±0.2%、±0.5%
●響應(yīng)時(shí)間:<400ms
●輸出電壓:0~10Vdc, 0~5Vdc
(負(fù)載電阻=輸入電壓/10mAdc)
●輸出電流:0~20mAdc ,4~20mAdc
(負(fù)載電阻=10Vdc/輸出電流)
●輸出波紋:≤0.5% RO
●工作環(huán)境溫度:0~50℃/小于80%相對(duì)濕度(無(wú)冷凝狀態(tài))
●貯存環(huán)境溫濕度:-20~70℃/小于70%相對(duì)濕度(無(wú)冷凝狀態(tài))
●耐壓強(qiáng)度:AC2KVrms/min
●絕緣阻抗:DC500V時(shí)大于100MΩ
●電磁兼容性:符合GB/T18268工業(yè)設(shè)備應(yīng)用要求
生活中我們對(duì)于電流變送器還十分陌生,但它卻是很多行業(yè)的寵兒,對(duì)于它的常見(jiàn)故障,也需要充分的了解,才能更好的使用它。
1.殘存的壓力釋放不出,因此傳感器零位又下不來(lái)。排除此原因的*佳方法是將傳感器卸下,直接察看零位是否正常,如果正常更換密封圈再試。
2.是否符合供電要求;電源與變送器及負(fù)載設(shè)備之間有無(wú)接線(xiàn)錯(cuò)誤。如果變送器接線(xiàn)端子上無(wú)電壓或極性接反均可造成變送器無(wú)電壓號(hào)輸出。
3.用戶(hù)在選擇壓力傳感器及變送器時(shí),應(yīng)充分了解壓力測(cè)量系統(tǒng)的工況,根據(jù)需要合理選擇,使系統(tǒng)工作在*佳狀態(tài),并可降低工程造價(jià)。
4.通過(guò)隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。
電流變送器帶動(dòng)很多行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中,也出現(xiàn)一系列讓人頭疼的問(wèn)題,掌握它的*常見(jiàn)幾個(gè)故障問(wèn)題都能方便的使用它。
電流變送器在單片機(jī)控制的許多應(yīng)用場(chǎng)合,都要使用變送器來(lái)將單片機(jī)不能直接測(cè)量的號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以處理的電模擬號(hào),如電流變送器,壓力變送器、溫度變送器、流量變送器等。早期的變送器大多為電壓輸出型,即將測(cè)量號(hào)轉(zhuǎn)換為0-5V電壓輸出,這是運(yùn)放直接輸出,號(hào)功率<0.05W,通過(guò)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換數(shù)字號(hào)供單片機(jī)讀取、控制。
柵: 一些特殊的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)(如燃?xì)夤竞突S)不但需要兩線(xiàn)制傳輸,既提供配電電源又有號(hào)隔離功能,同時(shí)還需要具有火花防爆的性能,可靠地遏制電源功率、防止電源、號(hào)及地之間的點(diǎn)火,限流、降壓雙重限制號(hào)及電源回路,把進(jìn)入危險(xiǎn)場(chǎng)所的能量限制在定額范圍內(nèi)。
號(hào)隔離器安裝維護(hù)應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?
由于生產(chǎn)廠家不同,對(duì)隔離器的生產(chǎn)工藝、接線(xiàn)定義也不都相同,但使用場(chǎng)合基本相同,所以對(duì)產(chǎn)品的防護(hù)要求及維護(hù)基本相同。
1. 使用前應(yīng)詳細(xì)閱讀說(shuō)明書(shū)。
2. 作為號(hào)隔離使用時(shí),應(yīng)將輸入端串入環(huán)路電路中,輸出端接取樣回路。
3. 作為隔離配電使用時(shí),應(yīng)將輸入端串入電源電路中,輸出端接變送器。
4. 若不正常工作應(yīng)先檢查接線(xiàn)是否正確,注意電源有無(wú)及極性反正。
為什么有時(shí)PLC接收到的現(xiàn)場(chǎng)號(hào)誤差大且穩(wěn)定性差?
造成這種現(xiàn)象的原因很多,不同儀表號(hào)參考點(diǎn)之間的電位差是重要因素。由于這個(gè)"電位差"造成儀表號(hào)之間產(chǎn)生干擾電流,致使PLC誤差大且穩(wěn)定性差。所以不同設(shè)備、儀表的號(hào)有一個(gè)共同的參考點(diǎn)是佳狀況。隔離器使輸入/輸出電氣上完全隔離,在PLC模擬接口板形成共同的參考點(diǎn),達(dá)到理想狀況問(wèn)題就解決了。
設(shè)計(jì)隔離端子的原則是什么?
需要為每臺(tái)隔離器都配電源嗎?設(shè)計(jì)要遵循兩個(gè)原則。:外部設(shè)備與中央處理系統(tǒng)(例如PLC、DCS)之間要進(jìn)行電氣隔離。第二:外部設(shè)備號(hào)(無(wú)論是向中央處理系統(tǒng)發(fā)送號(hào)的外部設(shè)備到還是接收號(hào)的外部設(shè)備)之間要實(shí)現(xiàn)相互電氣隔離。例如要把PLC輸出的一路號(hào)傳給兩個(gè)外部設(shè)備就要求輸入/輸出保證隔離的同時(shí)二個(gè)輸出之間也是隔離的。 如果隔離端子的外加工作電源與輸入/輸出兩個(gè)部分都隔離,那么不管隔離器數(shù)量的多少,都可只用一臺(tái)電源供電。
對(duì)4-20mA通道進(jìn)行隔離,而機(jī)柜里沒(méi)有放置電源的空間了,怎么辦?
介紹一種無(wú)源號(hào)隔離器,它能實(shí)現(xiàn)4-20mA號(hào)隔離且無(wú)需外接電源。MHM-05A、MHM-05C就是此類(lèi)產(chǎn)品。
現(xiàn)在市場(chǎng)有那么多品牌的隔離器,價(jià)格參差不齊,該怎么選擇呢?
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