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隔離器位于二個(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)前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑絕緣強(qiáng)度﹑總線通訊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。總之,適用、可靠、產(chǎn)品性價(jià)比是選擇隔離器的主要原則。
DCS接收到的現(xiàn)場(chǎng)二線制壓力變送器號(hào)不穩(wěn)定,怎么解決?
二線制變送器在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中使用頻度較高,與其他工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相同,二線制變送器也存在受干擾及抗干擾的問題。依據(jù)DCS模擬板接口模式(電流型或環(huán)路供電型)選用功能不同的隔離配電器,原則上要求它既能給變送器提供隔離電源、保證每個(gè)變送器有一個(gè)獨(dú)立電源,又能將變送器號(hào)隔離輸送到DCS。
PLC模擬板接口是二線回路供電方式的,而且需要對(duì)號(hào)進(jìn)行隔離,應(yīng)該怎樣選用產(chǎn)品呢?
二線回路供電方式是一種常見模擬接口。與這個(gè)接口相適合的產(chǎn)品稱為二線制回路隔離系列產(chǎn)品。這種隔離變送器內(nèi)部的隔離器件均采用變壓器方式,一方面?zhèn)鬟f了號(hào),另一方面也將供電端的電能傳送到輸入部份,使輸入部分的各種電路能正常工作。該系列中有處理Pt100、Cu50、熱偶等溫度傳感器的二線制溫度隔離式變送器,也有處理電壓、電流號(hào)的日本M-system公司的B5VS、B5RS、B5TS以及德國(guó)weidmuller公司的產(chǎn)品。
有幾種常用二線制配電器?請(qǐng)舉例。
常用的二線制隔離配電器有兩個(gè)系列品種可以選擇。兩個(gè)系列產(chǎn)品的共同點(diǎn)是均能通過外部供電電源經(jīng)隔離后給兩線制變送器提供一個(gè)獨(dú)立的隔離電源;區(qū)別有二點(diǎn),需要一個(gè)單獨(dú)電源供電,這個(gè)電源與輸入/輸出都隔離。MHM-05系列無(wú)須單獨(dú)電源供電,它只有輸入/輸出端,不需要電源供電。輸出的4~20mA面對(duì)接口是電阻負(fù)載。選擇無(wú)源隔離器產(chǎn)品的為現(xiàn)場(chǎng)變送器配電所配PLC、DCS模擬量輸入端模式給現(xiàn)場(chǎng)安裝會(huì)帶來很大的方便.。
(1)地環(huán)流干擾
在工業(yè)生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)監(jiān)視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),他們之間的號(hào)傳輸既有弱到毫伏級(jí)、毫安級(jí)的小號(hào);又有幾十伏,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)備之間傳輸相互干擾,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)儀器、設(shè)備本身的性能原因如抗電磁干擾影響,還有一個(gè)十分重要的原因就是各種儀器設(shè)備根據(jù)要求和目的都需要接地,例如為了,機(jī)殼需要接大地;為了使電路正常工作,系統(tǒng)需要有公共參考點(diǎn);為了抑制干擾加屏蔽罩,屏蔽罩也需要接地,但是由于儀表和設(shè)備之間的參考點(diǎn)之間存在電勢(shì)差(也就是各設(shè)備的共地點(diǎn)不同)因而形成“地環(huán)流”、“接地環(huán)流”問題是在系統(tǒng)處理號(hào)過程中必須解決的問題。
(2)自然干擾
雷電是一種主要的自然干擾源,雷電產(chǎn)生的干擾可以傳輸?shù)綌?shù)千公里以外的地方。雷電干擾的時(shí)域波形是疊加在一串隨機(jī)脈沖背景上的一個(gè)大尖峰脈沖。宇宙噪音是電離輻射產(chǎn)生的,在一天中不斷變化。太陽(yáng)噪音則隨著太陽(yáng)活動(dòng)情況的劇烈變化。自然界噪聲主要會(huì)對(duì)通訊產(chǎn)生干擾,而雷電能量尖蜂脈沖可以對(duì)很多設(shè)備造成損壞,應(yīng)該加以避免或降低損壞程度,減少損失。
(3)人為干擾
電磁干擾產(chǎn)生的根本原因是導(dǎo)體中有電壓或電流的變化,即較大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能夠使導(dǎo)體產(chǎn)生電磁波輻射。一方面,人們可以利用這一特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)特定功能,例如,無(wú)限通、雷達(dá)或其他功能;另一方面,電子設(shè)備在工作時(shí),由于導(dǎo)體中的dv/dt或di/dt會(huì)產(chǎn)生伴隨電磁輻射,無(wú)論主觀上出于什么目的,客觀上對(duì)電磁環(huán)境造成了污染。還有工廠企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)經(jīng)常有一些大型的設(shè)備(電機(jī)、 變頻器 )頻繁開關(guān),他們也會(huì)造成一些容性、感性的干擾,也將影響儀器儀表正常顯示或采集。凡是有電壓電流突變的場(chǎng)合,肯定會(huì)有電磁干擾存在。數(shù)字脈沖電路就是一種典型的干擾源,隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用,電磁污染情況會(huì)越來越嚴(yán)重 首先干擾的三要素是干擾源、敏感源和耦合路徑,這三要素缺少一個(gè),電磁兼容問題都不會(huì)存在。因此要從這三要素入手。找出方便的解決辦法,一般干擾源和敏感源是沒辦法解決的,通常是從耦合路徑想辦法,也是常用的辦法。如加屏蔽、加濾波等手段。而處理地環(huán)流為常見也為麻煩,下面以此為探討話題。
(1)種方法:所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備不接地,使所有過程環(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)。
(2)第二種方法:使兩接地點(diǎn)的電勢(shì)相同(如圖1所示,使V1=V2),但由于接地的電阻受地質(zhì)條件及氣候變化等眾多因素的影響,這種方法其實(shí)在實(shí)際中也無(wú)法完全能做到。
(3)第三種方法:在各個(gè)過程環(huán)節(jié)中使用號(hào)隔離器,斷開過程環(huán)路,同時(shí) 又不影 響過程號(hào)的正常傳輸,從而徹底解決地環(huán)路的問題 在各個(gè)過程環(huán)路中使用號(hào)隔離辦法可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現(xiàn)場(chǎng)帶隔離的變送器(部分設(shè)備可以做到),也可以用號(hào)隔離器來實(shí)現(xiàn)。比較起來,用號(hào)隔離器有以下優(yōu)點(diǎn):
·絕大部分情況,采用號(hào)隔離器+非隔離卡件比采用隔離卡件便宜
·號(hào)隔離器比隔離卡件在隔離能力、抗電磁干擾等方面性能更加優(yōu)越
·號(hào)隔離器應(yīng)用靈活,而且它還有號(hào)轉(zhuǎn)換和號(hào)分配及接口轉(zhuǎn)換等功能,使用起來更加方便
·號(hào)隔離器通常有單通道、雙通道、通道間相互完全獨(dú)立,構(gòu)成系統(tǒng)的配置、日常維護(hù)更加方便 隔離器價(jià)格參差不齊,該怎么選擇呢?
隔離器位于二個(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)前后端通道接口模式,此外尚有精度、功耗、噪音、絕緣強(qiáng)度、總線通訊等許多重要參數(shù)涉及產(chǎn)品性能,例如:噪音與精度有關(guān)、功耗能量與可靠性有關(guān),這些需要使用者慎選。總之,適用、可靠、產(chǎn)品性價(jià)比是選擇隔離器的主要原則。
標(biāo)準(zhǔn)系列導(dǎo)軌結(jié)構(gòu),易于安裝,可有效的隔離;輸入、輸出和電磁閥及大地之間的電位,能克服變頻器噪聲級(jí)各種高低頻脈動(dòng)干擾。
智能號(hào)配電器輸入單通道或雙通道二線制電流號(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”問題是在系統(tǒng)號(hào)處理過程中必須解決的問題。
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)過程環(huán)路中使用號(hào)隔離方法,斷開過程環(huán)路,同時(shí)又不影響過程號(hào)的正常傳輸,從而徹底解決接地環(huán)路問題。
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)合的辦法來抑制。
干擾控制器
(1)用硬件線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訪問一次定時(shí)器,讓定時(shí)器重新開始計(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。
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