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無源隔離器相對于信號隔離器的優勢

來源:蘇州迅鵬儀器儀表有限公司   2012年04月12日 16:47  

在工業控制系統中,信號隔離器被用來進行系統隔離,常見的應用如圖1、圖2、圖3

1    采樣現場四線制變送器輸出的電流信號

2    采樣現場兩線制變送器輸出的電流信號

3    系統輸出電流驅動執行儀表

以上幾種應用中,信號隔離器對輸入信號的驅動能力要求低,輸出信號負載能力強,使用時不需要考慮負載匹配問題;而且信號傳輸精度高,典型誤差可以達到萬分之三。

但是信號隔離器都需要單獨供電,系統設計和工程施工時需要考慮供電電源及其連線;每臺隔離工作時至少需要消耗0.5W功率,不利于節能環保;部分密集安裝應用中,由于隔離器自身發熱,需要在控制柜中安裝軸流風扇以利于通風散熱。

在前后級儀表的阻抗可以匹配時,推薦使用無源隔離器來實現上述應用,具有很明顯的優勢:無源隔離器工作時消耗回路電能,不需獨立的供電電源,工作功耗很低,基本不發熱,這樣就節省了直流電源模塊和散熱裝置,不需要鋪設電源線,施工難度和成本大大降低,而且抗干擾能力更強(尤其是共模干擾)。
具體應用與注意事項如下。

采樣現場四線制變送器輸出的電流信號 

此處需要注意變送器電流輸出的負載能力,假如DCS板卡電流信號的采樣電阻為200歐姆,整個回路線電阻50歐姆,則要求變送器的負載能力為250+50+150=450歐姆,此處的150歐姆是無源隔離器工作的等效電阻。事實上,DCSPLC板卡的電流輸入阻抗一般不會超過250歐姆,比如廣泛應用的西門子S7-300模擬量采集卡輸入阻抗只有25歐姆。

系統輸出電流驅動執行儀表

此處需要注意DCS模擬量輸出卡電流輸出的負載能力,假如DCS板卡電流負載能能力為750歐姆,整個回路線電阻50歐姆,則要求執行儀表的輸入阻抗不大于750-50-150=550歐姆。大多數DCSPLC板卡的電流輸出負載能力超過750歐姆,而執行儀表的執行儀表的輸入阻抗不大于500歐姆。
上述兩種應用都可使用XP-A-A420-A420,其傳輸誤差不大于0.016mA

采樣現場兩線制變送器輸出的電流信號

XP系列無源隔離器輸出端需要接在DCS板卡模擬量輸入端,板卡要設置為SINK模式,由板卡向XP配電,經過XP隔離后向現場的兩線制變送器配電,隔離環節會損耗約5V電壓降。傳輸誤差不大于0.04mAwww.surpon.com

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