隔离器

隔离器是一种采用线性光耦隔离原理,将输入信号进行转换输出。输入,输出和工作电源三者相互隔离,特别适合与需要电隔离的设备仪表配用。隔离器又名信号隔离器,是工业控制系统中重要组成部分。隔离器新国家标准的制订由重庆宇通仪表主持起草。


作用原理

隔离器, 信号隔离器; signal isolator, signal converter

系统产生干扰的原因

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,它们之间的信号传输既有微弱到毫伏级、微安级的小信号,又有几十伏,甚至数千伏、数百安培的大信号;既有低频直流信号,也有高频脉冲信号等等,构成系统后往往发现在仪表和设备之间信号传输互相干扰,造成系统不稳定甚至误操作。出现这种情况除了每个仪表、设备本身的性能原因如抗电磁干扰影响外,还有一个十分重要的因素就是由于仪表和设备之间的信号参考点之间存在电势差,因而形成“接地环路”造成信号传输过程中失真。因此,要保证系统稳定和可靠的运行,“接地环路”问题是在系统信号处理过程中必须解决的问题。

解决“接地环路”的方法

根据理论和实践分析,有三种解决方案:

第一种方案: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,但在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确保人身安全,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。

第二种方案:使两接地点的电势相同,但由于接地点的电阻受地质条件及气候变化等众多因素的影响,这种方案其实在实际中无法完全做到。

第三种方案:在各个过程环路中使用信号隔离方法,断开过程环路,同时又不影响过程信号的正常传输,从而彻底解决接地环路问题。


技术特点

本产品采用了先进的数字化技术,在对高、低频干扰信号的抑制方面均有着优异表现,即使在大功率变频控制系统中依然能够可靠应用,内部采用数字化调校、无零点及满度电位器、自动动态校准零点、温度漂移自动补偿等诸多先进技术,并符合IEC61000-4-4:这一系列技术的应用使产品的稳定性及可靠性得到科学的保证。

以上各项技术领先国际先进水平。

适用性:

智能隔离器可以与单元组合仪表及DCS、PLC等系统配套使用,在油田、石化、制造、电力、冶金等行业的重大工程中有着广泛应用。


抗干扰

1、供电系统的抗干扰设计 对传感器、仪器仪表正常工作危害最严重的是电网尖峰脉冲干扰,产生尖峰干扰的用电设备有:电焊机、大电机、可控机、继电接触器、带镇流器的充气照明灯等。尖峰干扰可用硬件、软件结合的办法来抑制。

干扰控制器

(1)用硬件线路抑制尖峰干扰的影响 常用办法主要有三种: ①在仪器交流电源输入端串入按频谱均衡的原理设计的干扰控制器,将尖峰电压集中的能量分配到不同的频段上,从而减弱其破坏性; ②在仪器交流电源输入端加超级隔离变压器,利用铁磁共振原理抑制尖峰脉冲; ③在仪器交流电源的输入端并联压敏电阻,利用尖峰脉冲到来时电阻值减小以降低仪器从电源分得的电压,从而削弱干扰的影响。

(2)利用软件方法抑制尖峰干扰 对于周期性干扰,可以采用编程进行时间滤波,也就是用程序控制可控硅导通瞬间不采样,从而有效地消除干扰。

(3)采用硬、软件结合的看门狗(watchdog)技术抑制尖峰脉冲的影响 软件:在定时器定时到之前,CPU访问一次定时器,让定时器重新开始计时,正常程序运行,该定时器不会产生溢出脉冲,watchdog也就不会起作用。一旦尖峰干扰出现了“飞程序”,则CPU就不会在定时到之前访问定时器,因而定时信号就会出现,从而引起系统复位中断,保证智能仪器回到正常程序上来。

(4)实行电源分组供电,例如:将执行电机的驱动电源与控制电源分开,以防止设备间的干扰。

(5)采用噪声滤波器也可以有效地抑制交流伺服驱动器对其它设备的干扰。该措施对以上几种干扰现象都可以有效地抑制。


优越性

在各个过程环路中使用信号隔离办法可以用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),也可以使用信号隔离器来实现。比较起来,用信号隔离器有以下优点:

● 绝大部分情况,采用信号隔离器+非隔离卡件比采用隔离卡件便宜。

● 信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。

● 信号隔离器应用灵活,而且它还有型号转换和 信号分配功能,使用起来更加方便。

● 信号隔离器通常有单通道、双通道、一入二出等通道形式,通道间相互完全独立,构成系统的配置、日常维护更加方便。

智能隔离器的说明:

SKGL型智能隔离器是将输入单路或双路的电流或电压信号,变送输出隔离的单路或双路线性的电流或电压信号,并提高输入、输出、电源之间的电气隔离性能。


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,需要更大的负载能力请在订货时说明。

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