無源隔離器相對于信號隔離器的優(yōu)勢

在工業(yè)控制系統(tǒng)中，信號隔離器被用來進(jìn)行系統(tǒng)隔離，常見的應(yīng)用如圖1、圖2、圖3。

圖1    采樣現(xiàn)場四線制變送器輸出的電流信號

圖2    采樣現(xiàn)場兩線制變送器輸出的電流信號

圖3    系統(tǒng)輸出電流驅(qū)動執(zhí)行儀表

以上幾種應(yīng)用中，信號隔離器對輸入信號的驅(qū)動能力要求低，輸出信號負(fù)載能力強(qiáng)，使用時(shí)不需要考慮負(fù)載匹配問題；而且信號傳輸精度高，典型誤差可以達(dá)到萬分之三。

但是信號隔離器都需要單獨(dú)供電，系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程施工時(shí)需要考慮供電電源及其連線；每臺隔離工作時(shí)至少需要消耗0.5W功率，不利于節(jié)能環(huán)保；部分密集安裝應(yīng)用中，由于隔離器自身發(fā)熱，需要在控制柜中安裝軸流風(fēng)扇以利于通風(fēng)散熱。

在前后級儀表的阻抗可以匹配時(shí)，推薦使用無源隔離器來實(shí)現(xiàn)上述應(yīng)用，具有很明顯的優(yōu)勢：無源隔離器工作時(shí)消耗回路電能，不需獨(dú)立的供電電源，工作功耗很低，基本不發(fā)熱，這樣就節(jié)省了直流電源模塊和散熱裝置，不需要鋪設(shè)電源線，施工難度和成本大大降低，而且抗干擾能力更強(qiáng)（尤其是共模干擾）。
具體應(yīng)用與注意事項(xiàng)如下。

采樣現(xiàn)場四線制變送器輸出的電流信號 

此處需要注意變送器電流輸出的負(fù)載能力，假如DCS板卡電流信號的采樣電阻為200歐姆，整個(gè)回路線電阻50歐姆，則要求變送器的負(fù)載能力為250+50+150=450歐姆，此處的150歐姆是無源隔離器工作的等效電阻。事實(shí)上，DCS或PLC板卡的電流輸入阻抗一般不會超過250歐姆，比如廣泛應(yīng)用的西門子S7-300模擬量采集卡輸入阻抗只有25歐姆。

系統(tǒng)輸出電流驅(qū)動執(zhí)行儀表

此處需要注意DCS模擬量輸出卡電流輸出的負(fù)載能力，假如DCS板卡電流負(fù)載能能力為750歐姆，整個(gè)回路線電阻50歐姆，則要求執(zhí)行儀表的輸入阻抗不大于750-50-150=550歐姆。大多數(shù)DCS或PLC板卡的電流輸出負(fù)載能力超過750歐姆，而執(zhí)行儀表的執(zhí)行儀表的輸入阻抗不大于500歐姆。
上述兩種應(yīng)用都可使用XP-A-A420-A420，其傳輸誤差不大于0.016mA。

采樣現(xiàn)場兩線制變送器輸出的電流信號

XP系列無源隔離器輸出端需要接在DCS板卡模擬量輸入端，板卡要設(shè)置為SINK模式，由板卡向XP配電，經(jīng)過XP隔離后向現(xiàn)場的兩線制變送器配電，隔離環(huán)節(jié)會損耗約5V電壓降。傳輸誤差不大于0.04mA。www.surpon.com