德國(guó)進(jìn)口Schmidt全系列DX2-2000德國(guó)進(jìn)口Schmidt全系列DX2-2000

作原理：

　　首先將變送器或儀表的信號(hào)，通過(guò)半導(dǎo)體器件調(diào)制變換，然后通過(guò)光感或磁感器件進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換，然后再進(jìn)行解調(diào)變換回隔離前原信號(hào)，同時(shí)對(duì)隔離后信號(hào)的供電電源進(jìn)行隔離處理。保證變換后的信號(hào)、電源、地之間獨(dú)立。

　　功能：

　　一：保護(hù)下級(jí)的控制回路。

　　二：消弱環(huán)境噪聲對(duì)測(cè)試電路的影響。

　　三：抑制公共接地、變頻器、電磁閥及不明脈沖對(duì)設(shè)備的干擾；同時(shí)對(duì)下級(jí)設(shè)備具有限壓、額流的功能是變送器、儀表、變頻器、電磁閥PLC/DCS輸入輸出及通訊接口的忠實(shí)防護(hù)。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、輸出和電源及大地之間的電位。能夠克服變頻器噪聲及各種高低頻脈動(dòng)干擾。

　　信號(hào)隔離器的主要類型有哪些？

　　1）隔離器：工業(yè)生產(chǎn)中為增加儀表負(fù)載能力并保證連接同一信號(hào)的儀表之間互不干擾，提高電氣安全性能。需要將輸入的電壓、電流或頻率、電阻等信號(hào)進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算、和進(jìn)行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號(hào)，安全的送給二次儀表或plcdcs使用。

　　2）配電器：工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一般需要采用兩線制傳輸方式，既要為變送器等一次儀表提供24V配電電源，同時(shí)又要對(duì)輸入的電流信號(hào)進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算、和進(jìn)行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號(hào)，供后面的二次儀表或其它儀表使用。

　　3）安全柵：一些特殊的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)（如燃?xì)夤竞突S）不但需要兩線制傳輸，既提供配電電源又有信號(hào)隔離功能，同時(shí)還需要具有安全火花防爆的性能，可靠地遏制電源功率、防止電源、信號(hào)及地之間的點(diǎn)火，限流、降壓雙重限制信號(hào)及電源回路，把進(jìn)入危險(xiǎn)場(chǎng)所的能量限制在安全定額范圍內(nèi)。

　　信號(hào)隔離器安裝維護(hù)應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？

　　由于生產(chǎn)廠家不同，對(duì)隔離器的生產(chǎn)工藝、接線定義也不都相同，但使用場(chǎng)合基本相同，所以對(duì)產(chǎn)品的防護(hù)要求及維護(hù)基本相同。

　　1．使用前應(yīng)詳細(xì)閱讀說(shuō)明書(shū)。

　　2．作為信號(hào)隔離使用時(shí)，應(yīng)將輸入端串入環(huán)路電路中，輸出端接取樣回路。

　　3．作為隔離配電使用時(shí)，應(yīng)將輸入端并入電源電路中，輸出端接變送器。

　　4．若不正常工作應(yīng)先檢查接線是否正確，注意電源有無(wú)及極性反正。

　　為什么有時(shí)PLC接收到的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)誤差大且穩(wěn)定性差？

　　造成這種現(xiàn)象的原因很多，不同儀表信號(hào)參考點(diǎn)之間的電位差是重要因素。由于這個(gè)“差”造成儀表信號(hào)之間產(chǎn)生干擾電流，致使PLC誤差大且穩(wěn)定性差。所以不同設(shè)備、儀表的信號(hào)有一個(gè)共同的參考點(diǎn)是狀況。隔離器使輸入/輸出電氣上*隔離，在PLC模擬接口板形成共同的參考點(diǎn)，達(dá)到理想狀況問(wèn)題就解決了。

　　對(duì)4-20mA通道進(jìn)行隔離，而機(jī)柜里沒(méi)有放置電源的空間了，怎么辦？

　　一種無(wú)源信號(hào)隔離器，它能實(shí)現(xiàn)4-20mA信號(hào)隔離且無(wú)需外接電源。PH1033就是此類產(chǎn)品。現(xiàn)在市場(chǎng)有那么多品牌的隔離器，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?？傊m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)二線制壓力變送器信號(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(wèn)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，又能將變送器信號(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)信號(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(jiàn)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了信號(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。例PH2217等配電器產(chǎn)品。有幾種常用二線制配電器？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(guò)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；變送器配電取決于現(xiàn)場(chǎng)所配PLC、DCS模擬量輸。

1 . 概述 
    隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。自動(dòng)化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和各種電機(jī)設(shè)備上，它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，設(shè)計(jì)人員只有預(yù)先了解各種干擾才能有效保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。

2.  電磁干擾源及對(duì)系統(tǒng)的干擾
    影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源于一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動(dòng)的部位就是噪聲源，即干擾源。
    干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲的干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中：按噪聲產(chǎn)生的原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質(zhì)不同，分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按聲音干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號(hào)對(duì)地面的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓送加所形成。共模電壓有時(shí)較大，特別是采用隔離性能差的電器供電室，變送器輸出信號(hào)的共模電壓普遍較高，有的可高達(dá)130V 以上。共模電壓通過(guò)不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測(cè)控信號(hào)，造成元器件損壞（這就是一些系統(tǒng)I/O 模件損壞率較高的原因），這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指用于信號(hào)兩極間得干擾電壓，主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，這種讓直接疊加在信號(hào)上，直接影響測(cè)量與控制精度。 

3.  PLC 控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來(lái)源有哪些呢？
    
    (1) 來(lái)自空間的輻射干擾
    空間的輻射電磁場(chǎng)（EMI）主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過(guò)程、雷電、無(wú)線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復(fù)雜。若PLC 系統(tǒng)置于所射頻場(chǎng)內(nèi)，就回收到輻射干擾，其影響主要通過(guò)兩條路徑；一是直接對(duì)PLC 內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；而是對(duì)PLC 通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通信線路的感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)大小，特別是頻率有關(guān)，一般通過(guò)設(shè)置屏蔽電纜和PLC 局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。

    (2) 來(lái)自系統(tǒng)外引線的干擾
    主要通過(guò)電源和信號(hào)線引入，通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國(guó)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)較嚴(yán)重。

    (3)來(lái)自電源的干擾
    實(shí)踐證明，因電源引入的干擾造成PLC 控制系統(tǒng)故障的情況很多，筆者在某工程調(diào)試中遇到過(guò)，后更換隔離性能更高的PLC 電源，問(wèn)題才得到解決。

    PLC 系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，開(kāi)關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流轉(zhuǎn)動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過(guò)輸電線路到電源邊。PLC 電源通常采用隔離電源，但其機(jī)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實(shí)際上，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在，隔離是不可能的。

    (4 ) 來(lái)自信號(hào)線引入的干擾
    與PLC 控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線，除了傳輸有效的各類信號(hào)之外，總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過(guò)變送器或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽略；二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴(yán)重的。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起I/O信號(hào)工作異常和測(cè)量精度大大降低，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。對(duì)于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)和死機(jī)。PLC 控制系統(tǒng)因信號(hào)引入干擾造成I/O模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)重，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。

    （5）來(lái)自接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾
    接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯(cuò)誤的接地，反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào)，使PLC 系統(tǒng)將無(wú)法正常工作。PLC 控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等。接地系統(tǒng)混亂對(duì) PLC 系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均，不同接地點(diǎn)間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地，如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地，就存在地電位差，有電流流過(guò)屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)加雷擊時(shí)，地線電流將更大。

    此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場(chǎng)的作用下，屏蔽層內(nèi)有會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過(guò)屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響PLC 內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC 工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC 的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測(cè)量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測(cè)控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。

    （6）來(lái)自PLC 系統(tǒng)內(nèi)部的干擾
    主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路互輻射及其對(duì)模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于PLC 制造廠對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容，比較復(fù)雜，作為應(yīng)用部門是無(wú)法改變，可不多考慮，但要選擇具有較多應(yīng)用實(shí)績(jī)或經(jīng)過(guò)考驗(yàn)的系統(tǒng)。

4、系統(tǒng)受干擾時(shí)，常會(huì)遇到以下幾種主要干擾現(xiàn)象：
    （1）系統(tǒng)發(fā)指令時(shí)，電機(jī)無(wú)規(guī)則地轉(zhuǎn)動(dòng)；
    （2）信號(hào)等于零時(shí)，數(shù)字顯示表數(shù)值亂跳；
    （3） 傳感器工作時(shí)，PLC采集過(guò)來(lái)的信號(hào)與實(shí)際參數(shù)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)值不吻合，且誤差值是隨機(jī)的、無(wú)規(guī)律的；
    （4）與交流伺服系統(tǒng)共用同一電源(如顯示器等)工作不正常。
 
5．怎樣才能更好、更簡(jiǎn)單解決PLC系統(tǒng)干擾？

    1）理想狀態(tài)下是選用隔離性能較好的設(shè)備、選用優(yōu)良的電源、動(dòng)力線和信號(hào)線走線、電源接地要更加合理等等，但是需要不同設(shè)備廠商共同協(xié)作才能完成，很難做到，而且成本較高。
    2）利用模擬信號(hào)隔離器，有稱作信號(hào)變送器、屬于信號(hào)調(diào)理的范疇。其主要起抗干擾作用。正因?yàn)樗刑貜?qiáng)的抗干擾能力所以在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。尤其對(duì)于復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，控制程序越來(lái)越復(fù)雜，信號(hào)隔離器對(duì)各種模擬量信號(hào)進(jìn)行輸入、輸出、電源三端隔離，的確是當(dāng)今自動(dòng)化控制系統(tǒng)中抗干擾的有效措施之一。

5．為什么解決PLC系統(tǒng)干擾信號(hào)隔離器呢？

    1）使用簡(jiǎn)單方便、可靠，成本低廉，可同時(shí)解決多種干擾。
    2）可大量減輕設(shè)計(jì)人員、系統(tǒng)調(diào)試人員工作量，即使復(fù)雜的系統(tǒng)在普通的設(shè)計(jì)人員手里，也會(huì)變的非常穩(wěn)定可靠。

6．信號(hào)隔離器工作原理是什么？ 
    首先將PLC接收的信號(hào)，通過(guò)半導(dǎo)體器件調(diào)制變換，然后通過(guò)光感或磁感器件進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換，然后再進(jìn)行解調(diào)變換回隔離前原信號(hào)或不同信號(hào)，同時(shí)對(duì)隔離后信號(hào)的供電電源進(jìn)行隔離處理。保證變換后的信號(hào)、電源、地之間獨(dú)立。

7. 現(xiàn)在市場(chǎng)有那么多品牌的隔離器，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。