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信號隔離器的作用原理 地環流幹擾 自然幹擾 人為幹擾

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2021-12-03

(1)地環流幹擾
在工業(ye) 生產(chan) 過程中實現監視和控製需要用到各種 自動化 儀(yi) 表、控製係統和執行機構,他們(men) 之間的信號傳(chuan) 輸既有微弱到毫伏級、毫安級的小信號;又有幾十伏,數千伏、數百安培的大信號;既有低頻直流信號,也有高頻脈衝(chong) 信號等等,構成係統後往往發現在儀(yi) 表和設備之間傳(chuan) 輸相互幹擾,造成係統不穩定甚至誤操作,出現這種情況除了每個(ge) 儀(yi) 器、設備本身的性能原因如抗電磁幹擾影響,還有一個(ge) 十分重要的原因就是各種儀(yi) 器設備根據要求和目的都需要接地,例如為(wei) 了安全,機殼需要接大地;為(wei) 了使電路正常工作,係統需要有公共參考點;為(wei) 了抑製幹擾加屏蔽罩,屏蔽罩也需要接地,但是由於(yu) 儀(yi) 表和設備之間的參考點之間存在電勢差(也就是各設備的共地點不同)因而形成“地環流”、“接地環流”問題是在係統處理信號過程中必須解決(jue) 的問題。
(2)自然幹擾
雷電是一種主要的自然幹擾源,雷電產(chan) 生的幹擾可以傳(chuan) 輸到數千公裏以外的地方。雷電幹擾的時域波形是疊加在一串隨機脈衝(chong) 背景上的一個(ge) 大尖峰脈衝(chong) 。宇宙噪音是電離輻射產(chan) 生的,在一天中不斷變化。太陽噪音則隨著太陽活動情況的劇烈變化。自然界噪聲主要會(hui) 對通訊產(chan) 生幹擾,而雷電能量尖蜂脈衝(chong) 可以對很多設備造成損壞,應該加以避免或降低損壞程度,減少損失。
(3)人為(wei) 幹擾
電磁幹擾產(chan) 生的根本原因是導體(ti) 中有電壓或電流的變化,即較大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能夠使導體(ti) 產(chan) 生電磁波輻射。一方麵,人們(men) 可以利用這一特點實現特定功能,例如,無限通信、雷達或其他功能;另一方麵,電子設備在工作時,由於(yu) 導體(ti) 中的dv/dt或di/dt會(hui) 產(chan) 生伴隨電磁輻射,無論主觀上出於(yu) 什麽(me) 目的,客觀上對電磁環境造成了汙染。還有工廠企業(ye) 在生產(chan) 過程中會(hui) 經常有一些大型的設備(電機、 變頻器 )頻繁開關(guan) ,他們(men) 也會(hui) 造成一些容性、感性的幹擾,也將影響儀(yi) 器儀(yi) 表正常顯示或采集。凡是有電壓電流突變的場合,肯定會(hui) 有電磁幹擾存在。數字脈衝(chong) 電路就是一種典型的幹擾源,隨著電子技術的廣泛應用,電磁汙染情況會(hui) 越來越嚴(yan) 重 首先幹擾的三要素是幹擾源、敏感源和耦合路徑,這三要素缺少一個(ge) ,電磁兼容問題都不會(hui) 存在。因此要從(cong) 這三要素入手。找出最方便的解決(jue) 辦法,一般幹擾源和敏感源是沒辦法解決(jue) 的,通常是從(cong) 耦合路徑想辦法,也是最常用的辦法。如加屏蔽、加濾波等手段。而處理地環流最為(wei) 常見也最為(wei) 麻煩,下麵以此為(wei) 探討話題。
(1)第一種方法:所有現場設備不接地,使所有過程環路隻有一個(ge) 接地點,不能形成回路,這種方法看似簡單。但實際應用中往往很難實現,因為(wei) 某些設備要求必須接地才能保證測量精度或人身安全,某些設備可能因為(wei) 長期遭到腐蝕和磨損後或氣候影響而形成新的接地點。
(2)第二種方法:使兩(liang) 接地點的電勢相同(如圖1所示,使V1=V2),但由於(yu) 接地的電阻受地質條件及氣候變化等眾(zhong) 多因素的影響,這種方法其實在實際中也無法完全能做到。
(3)第三種方法:在各個(ge) 過程環節中使用信號隔離器,斷開過程環路,同時 又不影 響過程信號的正常傳(chuan) 輸,從(cong) 而徹底解決(jue) 地環路的問題 在各個(ge) 過程環路中使用信號隔離辦法可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現場帶隔離的變送器(部分設備可以做到),也可以用信號隔離器來實現。比較起來,用信號隔離器有以下優(you) 點:
·絕大部分情況,采用信號隔離器+非隔離卡件比采用隔離卡件便宜
·信號隔離器比隔離卡件在隔離能力、抗電磁幹擾等方麵性能更加優(you) 越
·信號隔離器應用靈活,而且它還有信號轉換和信號分配及接口轉換等功能,使用起來更加方便

·信號隔離器通常有單通道、雙通道、通道間相互完全獨立,構成係統的配置、日常維護更加方便 隔離器價(jia) 格參差不齊,該怎麽(me) 選擇呢?
隔離器位於(yu) 二個(ge) 係統通道之間,所以選擇隔離器首先要確定輸入輸出功能,同時要使隔離器輸入輸出模式(電壓型、電流型、環路供電型等)適應前後端通道接口模式,此外尚有精度、功耗、噪音、絕緣強度、總線通訊等許多重要參數涉及產(chan) 品性能,例如:噪音與(yu) 精度有關(guan) 、功耗能量與(yu) 可靠性有關(guan) ,這些需要使用者慎選。總之,適用、可靠、產(chan) 品性價(jia) 比是選擇隔離器的主要原則。
標準係列導軌結構,易於(yu) 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各種高低頻脈動幹擾。

Tags:信號隔離器,原理  
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