信號(hào)隔離器是控制系統(tǒng)信號(hào)干擾*裝置

工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中。生成過(guò)程的監(jiān)視和控制中要用到各種各樣的儀器儀表，會(huì)發(fā)生各種各樣的信號(hào)：既有微弱的毫伏級(jí)的小信號(hào)，又有數(shù)十伏的大信號(hào)，甚至還有高達(dá)數(shù)千伏和數(shù)百安培的強(qiáng)信號(hào)；既有直流低頻信號(hào)，也有高頻或脈沖尖峰信號(hào)；而這些信號(hào)都要經(jīng)過(guò)互相傳送和輸送的過(guò)程，因此如何保證這些信號(hào)，特別是模擬信號(hào)在傳輸過(guò)程中不失真將成為系統(tǒng)調(diào)試中必須解決的問(wèn)題。 只有當(dāng)控制裝置和分布在現(xiàn)場(chǎng)的傳感器和執(zhí)行器之間的模擬信號(hào)傳輸*并且不失真時(shí)，具體地說(shuō)。才干保證過(guò)程控制平安可靠。尤其是小功率的模擬信號(hào)在干擾大的工業(yè)環(huán)境中傳輸時(shí)受各種外部干擾信號(hào)的影響，需要一條可靠的傳輸通道。日常工作經(jīng)驗(yàn)標(biāo)明，受設(shè)備要求的制約，必需謹(jǐn)慎小心的處置和傳輸模擬信號(hào)。而現(xiàn)場(chǎng)和控制層之間以模擬信號(hào)形式傳輸?shù)恼闪亢涂刂茀?shù)，傳輸工程中常處于較惡劣的工業(yè)環(huán)境中，很可能會(huì)造成這些信號(hào)的失真。 造成模擬信號(hào)失真的原因 當(dāng)過(guò)程環(huán)路中有兩處或兩處以上接地電阻不相等時(shí)，1. 接地環(huán)路問(wèn)題：如下圖所示。就會(huì)發(fā)生接地環(huán)路，過(guò)程信號(hào)就會(huì)失真。 要使信號(hào)完整而不失真地傳輸，理想化的情況是所有設(shè)備、儀表中的信號(hào)都有一個(gè)共同的參考點(diǎn)，也就是有一個(gè)共同的地 ” 只有這樣，所有的設(shè)備、儀表的信號(hào)參考點(diǎn)之間電位差才能為 “ 零 ” 很顯然，不同設(shè)備的接地電阻很難保證都相等，接地電阻也會(huì)隨著傳輸距離的增加而升高，有時(shí)甚至發(fā)生高達(dá) 200V 電位差。 這些回路中，2. 丈量回路相互連接問(wèn)題：如下圖所示。參考點(diǎn)要將因?yàn)榻油ǘ鄠€(gè)信號(hào)回路而升高。 這種相互連接的丈量回路中， 如上圖。由于線(xiàn)間電阻的不時(shí)增加，肯定會(huì)引起參考電壓的不時(shí)升高。 特別是長(zhǎng)距離或者干擾較大的工業(yè)環(huán)境中，3. 電磁干擾問(wèn)題：這是比較罕見(jiàn)的干擾。很難防止感性和容性干擾在丈量回路中相互參雜的情況。

解決這些問(wèn)題的方案主要有三種： 使過(guò)程環(huán)路中只有一個(gè)接地點(diǎn)，*種方案是現(xiàn)場(chǎng)儀表不接地。但在實(shí)際應(yīng)用中，這種方案往往難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槟承┰O(shè)備必需接地才干保證丈量精度或確保人身平安，某些設(shè)備可能因?yàn)榕R時(shí)遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點(diǎn)。 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，第二種方案是使兩接地點(diǎn)的電勢(shì)相同。這種方案通常是很難實(shí)現(xiàn)的 斷開(kāi)過(guò)程環(huán)路中的直接電路（直流通路）但又不影響過(guò)程信號(hào)的正常傳輸，第三種方案是過(guò)程環(huán)路中使用信號(hào)隔離器。信號(hào)隔離器采用隔離技術(shù)。從而完*了上述問(wèn)題。如下圖： 也可以用 DCS 隔離卡鍵或帶隔離能力的變送器實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離， 當(dāng)然。但它價(jià)格高貴，而且他隔離強(qiáng)度、抗無(wú)限射頻 / 電磁干擾（ RFI/EMI 指標(biāo)及應(yīng)用靈活性比信號(hào)隔離器差，更不可能像信號(hào)隔離器那樣還可解決信號(hào)轉(zhuǎn)換及信號(hào)分配等問(wèn)題。 信號(hào)隔離器原理 信號(hào)隔離（變換）器從隔離方式上主要分為：變壓器隔離方式，目前。光電隔離方式和變壓器與光電聯(lián)合隔離方式等幾種。 早期的信號(hào)隔離器（如美國(guó) MOORE 日本 M-SYSTEM 等）都是采用變壓器隔離方式，信號(hào)隔離器至今已有 40多年的歷史。特點(diǎn)是性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)（比方：日本 M-SYSTEM 公司的 M2 系列隔離變換器標(biāo)稱(chēng)的使用壽命長(zhǎng)達(dá) 70年！帶負(fù)載能力強(qiáng)，隔離強(qiáng)度高，但電路復(fù)雜，制作工藝要求更高。 近些年來(lái)逐漸出現(xiàn)了利用光耦合器（ optic coupler生產(chǎn)的光電式隔離器，隨著電子技術(shù)的發(fā)展。特點(diǎn)是性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，而且線(xiàn)路簡(jiǎn)單，利息低廉，但相對(duì)于變壓器隔離方式壽命略短。 工藝要求較高場(chǎng)合出現(xiàn)了變壓器與光電聯(lián)合方式的信號(hào)隔離器，一些現(xiàn)場(chǎng)干擾較大。隔離能力、抗無(wú)限射頻和電磁干擾能力更強(qiáng)。比如日本M-SYSTEM 公司生產(chǎn)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) R5 系列的模擬量采集模塊就應(yīng)用了變壓器和光電聯(lián)合隔離方式。 信號(hào)隔離器的原理圖如下： 隔離器實(shí)現(xiàn)了輸入對(duì)輸出對(duì)電源對(duì)地的四端三重隔離電路設(shè)計(jì)。因此無(wú)需系統(tǒng)接地線(xiàn)路，給設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)極大方便。也正是由于這種信號(hào)線(xiàn)路無(wú)需共地的設(shè)計(jì)，使得檢測(cè)和控制回路信號(hào)的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強(qiáng)，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。另外，這種隔離器產(chǎn)品除具備*的濾波能力外，還有更強(qiáng)的信號(hào)處置能力，能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等各種信號(hào)。