以下是:信号隔离器样式众多的产品参数
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说明:
智能隔离器是将输入单路或双路的电流或电压号,变送输出隔离的单路或双路线性的电流或电压号,并提高输入、输出、电源之间的电气隔离性能。
供电方式
隔离器常见的供电方式有独立供电、回路供电和输出回路供电。
独立供电的隔离器:
需要配备独立20~35VDC的直流电源。这种方式的优点是隔离传输精度高;电源、输入、输出之间完全隔离,多路系统供电电源不需隔离,可保证高抗干扰性能,输入号可以变换为其它类型的型号。
回路供电的隔离器:
在实际工业监控系统中,DCS、PLC或其他显示仪表具有卡件内部供电的使用越来越广泛。回路供电型隔离器又往往不能满足这些卡件对号隔离传输精度要求高和二线制变送器配电电压要求高的条件。因此,输出回路供电型的隔离器既保留了独立供电型隔离器的优越性能,又满足输出回路供电接口的要求。
技术参数
系统传输准确度:±0.2%×F·S
温度漂移:≤0.005%F·S/℃
工作温度:工业级标准 -10~+55℃
输入阻抗:电流:100Ω;电压:500KV
电流输出允许外接的负载阻抗:4-20mA输出时0~500Ω;0-10mA输出时0~1KΩ
电磁兼容:符合IEC61000-4-4:1995中所规定的第四类(恶劣工业现场)环境对产品的抗电磁干扰要求
输入/输出/电源/通讯/双路间绝缘强度:≥1500AAC
储运环境温度:-40~+80℃
相对湿度:10-90%RH(40℃时)
供电电源:交流: AC 95~265V
直流:DC12V~32V(反接保护)
输入功率:0.9~1.8W(与型号有关,详见本手册附录中关于输入功率的计算方法)
通讯接口:RS232 或 RS485,MODBUS软件协议(选配)。
外形尺寸:宽×高×深:22.5×100×115mm
产品选购
隔离器
在隔离器选型时除了要确定隔离器的功能、适应前后端接口外,还有精度、输出纹波、温度漂移、功耗、响应时间等许多参数需要用户谨慎选择。
精度
隔离器的精度是非常重要的参数,精度的高低直接关系到隔离器能否正常使用。隔离器的精度体现了隔离器的设计、制造水平。用户在选用时应该选用精度高的产品。
输出纹波
对隔离器精度产生影响的参数还有输出纹波。输出纹波的产生是由于隔离器使用DC/DC电路对隔离器的工作电源进行隔离给隔离器内部电路供电,输入号也要先使用DC/DC电路调制成交流号然后经过隔离部分电路进行号隔离,隔离后的号经解调后再转换成直流号输出。以CPU为核心的隔离器也存在脉冲号。隔离器内部存在的这种高频的交流分量,就是产生输出纹波的原因。这些高频的交流分量它们的频率一般都有几百KHZ、谐波较多,对号的污染很难完全。如果输出纹波较高,控制系统模拟量输入模板采集到号的误差就大,对于高速输入的模拟量输入模板更是如此。所以选择隔离器时应要求输出纹波的峰-峰值越小越好。顺连电子的各种系列隔离器均采用的滤波电路,较好的抑制了输出纹波。用户在选用时应该选用纹波小的产品。
(1)地环流干扰
在工业生产过程中实现监视和控制需要用到各种 自动化 仪表、控制系统和执行机构,他们之间的号传输既有弱到毫伏级、毫安级的小号;又有几十伏,数千伏、数百安培的大号;既有低频直流号,也有高频脉冲号等等,构成系统后往往发现在仪表和设备之间传输相互干扰,造成系统不稳定甚至误操作,出现这种情况除了每个仪器、设备本身的性能原因如抗电磁干扰影响,还有一个十分重要的原因就是各种仪器设备根据要求和目的都需要接地,例如为了,机壳需要接大地;为了使电路正常工作,系统需要有公共参考点;为了抑制干扰加屏蔽罩,屏蔽罩也需要接地,但是由于仪表和设备之间的参考点之间存在电势差(也就是各设备的共地点不同)因而形成“地环流”、“接地环流”问题是在系统处理号过程中必须解决的问题。
(2)自然干扰
雷电是一种主要的自然干扰源,雷电产生的干扰可以传输到数千公里以外的地方。雷电干扰的时域波形是叠加在一串随机脉冲背景上的一个大尖峰脉冲。宇宙噪音是电离辐射产生的,在一天中不断变化。太阳噪音则随着太阳活动情况的剧烈变化。自然界噪声主要会对通讯产生干扰,而雷电能量尖蜂脉冲可以对很多设备造成损坏,应该加以避免或降低损坏程度,减少损失。
(3)人为干扰
电磁干扰产生的根本原因是导体中有电压或电流的变化,即较大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能够使导体产生电磁波辐射。一方面,人们可以利用这一特点实现特定功能,例如,无限通、雷达或其他功能;另一方面,电子设备在工作时,由于导体中的dv/dt或di/dt会产生伴随电磁辐射,无论主观上出于什么目的,客观上对电磁环境造成了污染。还有工厂企业在生产过程中会经常有一些大型的设备(电机、 变频器 )频繁开关,他们也会造成一些容性、感性的干扰,也将影响仪器仪表正常显示或采集。凡是有电压电流突变的场合,肯定会有电磁干扰存在。数字脉冲电路就是一种典型的干扰源,随着电子技术的广泛应用,电磁污染情况会越来越严重 首先干扰的三要素是干扰源、敏感源和耦合路径,这三要素缺少一个,电磁兼容问题都不会存在。因此要从这三要素入手。找出方便的解决办法,一般干扰源和敏感源是没办法解决的,通常是从耦合路径想办法,也是常用的办法。如加屏蔽、加滤波等手段。而处理地环流为常见也为麻烦,下面以此为探讨话题。
(1)种方法:所有现场设备不接地,使所有过程环路只有一个接地点,不能形成回路,这种方法看似简单。但实际应用中往往很难实现,因为某些设备要求必须接地才能保证测量精度或人身,某些设备可能因为长期遭到腐蚀和磨损后或气候影响而形成新的接地点。
(2)第二种方法:使两接地点的电势相同(如图1所示,使V1=V2),但由于接地的电阻受地质条件及气候变化等众多因素的影响,这种方法其实在实际中也无法完全能做到。
(3)第三种方法:在各个过程环节中使用号隔离器,断开过程环路,同时 又不影 响过程号的正常传输,从而彻底解决地环路的问题 在各个过程环路中使用号隔离办法可以用DCS或PLC等隔离卡件或者现场带隔离的变送器(部分设备可以做到),也可以用号隔离器来实现。比较起来,用号隔离器有以下优点:
·绝大部分情况,采用号隔离器+非隔离卡件比采用隔离卡件便宜
·号隔离器比隔离卡件在隔离能力、抗电磁干扰等方面性能更加优越
·号隔离器应用灵活,而且它还有号转换和号分配及接口转换等功能,使用起来更加方便
·号隔离器通常有单通道、双通道、通道间相互完全独立,构成系统的配置、日常维护更加方便 隔离器价格参差不齐,该怎么选择呢?
隔离器位于二个系统通道之间,所以选择隔离器首先要确定输入输出功能,同时要使隔离器输入输出模式(电压型、电流型、环路供电型等)适应前后端通道接口模式,此外尚有精度、功耗、噪音、绝缘强度、总线通讯等许多重要参数涉及产品性能,例如:噪音与精度有关、功耗能量与可靠性有关,这些需要使用者慎选。总之,适用、可靠、产品性价比是选择隔离器的主要原则。
标准系列导轨结构,易于安装,可有效的隔离;输入、输出和电磁阀及大地之间的电位,能克服变频器噪声级各种高低频脉动干扰。
公司在无源隔离器和栅的设计中采用电流互感功率补偿式磁隔离,设计的无源隔离器和栅在输入、输出线性指标上达到了有源隔离器和栅的水平。这样的线性指标在国内、外都是领先的。
四、小型化、接线少。以适应高密度的安装要求
隔离器和栅作为二次仪表,安装在控制室内,控制室的环境要求产品尽可能的小以实现高密度的安装,同时接线的数量应该尽可能的少,从而减少安装和维护的难度。产品的小型化是隔离器和栅的发展趋势。公司目前的MS系列产品的厚度只有6.2mm。低功耗的设计实现体现在产品的外观上就是产品的小型化,只有低功耗产品才能实现密集安装。伴随着技术的进步,我们将设计出功耗更低、性能更好、体积更小的产品。
目前国内的主流产品厚度一般都在20mm~30mm之间,国外新产品的厚度为6.2mm。北京国电中自电气有限公司的GD-CB系列达到了国外新产品的水平。
在整个自控领域,栅技术应用于隔离、传输、处理、转换和调节号。为了适应多种多样的现场需求,栅元器件须具有普遍适用的特质。同时,应尽可能的为客户节约成本,简化设计和维护,不断推陈出新,为客户提供更多种类的栅。
图1 紧凑型设计的IM系列栅可节约机柜空间
栅是公司研发的新生代,如图1所示。IM系列具有多功能一体化的特性,范围从隔离开关放大器到继电器耦合器。该系列产品采用统一的导轨安装,深为110mm,宽为18mm或27mm,配有可插拔接线端子并可采用通用电源供电,大大方便了用户。
采用图尔克IM系列栅,过程控制安装设计明显简化。此时,系统功能是项目设计者考虑的因素。IM系列栅的特性:
● 电源为通用供电单元
● 可插拔接线端子
● 三种不同变送形式
● 用于Namur输入回路的ASIC电路
● 用于设定设备参数开放式的PACtware
● 在整篇文章中,我们将着重介绍供电电源和可插拔端子部分。
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