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二線制變送器接隔離器應(yīng)該如何接?
DCS接收到的現(xiàn)場二線制壓力變送器信號不穩(wěn)定,怎么解決?
二線制變送器在工業(yè)自動化領(lǐng)域中使用頻度較高,與其他工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備相同,二線制變送器也存在受干擾及抗干擾的問題。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、保證每個變送器有一個獨立電源,又能將變送器信號隔離輸送到DCS。輸入端給二線制變送器供電同時取4-20mA信號,輸出一個電流源信號供后級設(shè)備采集。隔離器本身需要一個DC24V或者AC220V的獨立供電。
變頻器出現(xiàn)干擾
變頻器干擾信號的傳播方式:變頻器能產(chǎn)生功率較大的諧波,由于功率較大,對系統(tǒng)其它設(shè)備干擾性較強,其干擾途徑與一般電磁干擾途徑是一致的,主要分傳導(dǎo)(即電路耦合)、電磁輻射、感應(yīng)耦合。具體為:首先對周圍的電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射;其次對直接驅(qū)動的電動機產(chǎn)生電磁噪聲,使得電機鐵耗和銅耗增加;并傳導(dǎo)干擾到電源,通過配電網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)給系統(tǒng)其它設(shè)備;后變頻器對相鄰的其它線路產(chǎn)生感應(yīng)耦合,感應(yīng)出干擾電壓或電流。同樣,系統(tǒng)內(nèi)的干擾信號通過相同的途徑干擾變頻器的正常工作。
(1) 電路耦合方式即通過電源網(wǎng)絡(luò)傳播。由于輸入電流為非正弦波,當(dāng)變頻器的容量較大時,將使網(wǎng)絡(luò)電壓產(chǎn)生畸變,影響其他設(shè)備工作,同時輸出端產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾使直接驅(qū)動的電機銅損、鐵損大幅增加,影響了電機的運轉(zhuǎn)特性。顯然,這是變頻輸入電流干擾信號的主要傳播方式。
(2) 感應(yīng)耦合方式 當(dāng)變頻器的輸入電路或輸出電路與其他設(shè)備的電路挨得很近時,變頻器的高次諧波信號將通過感應(yīng)的方式耦合到其他設(shè)備中去。感應(yīng)的方式又有兩種:
a 電磁感應(yīng)方式,這是電流干擾信號的主要方式;
b 靜電感應(yīng)方式,這是電壓干擾信號的主要方式。
(3) 空中幅射方式 即以電磁波方式向空中幅射,這是頻率很高的諧波分量的主要傳播方式。
即儀表傳輸信號采用4-20mA.DC,聯(lián)絡(luò)信號采用1-5V.DC,即采用電流傳輸、電壓接收的信號系統(tǒng)。采用4-20mA.DC信號,現(xiàn)場儀表就可實現(xiàn)兩線制。但限于條件,當(dāng)時兩線制僅在壓力、差壓變送器上采用,溫度變送器等仍采用四線制?,F(xiàn)在國內(nèi)兩線制變送器的產(chǎn)品范圍也大大擴展了,應(yīng)用領(lǐng)域也越來越多。同時從國外進(jìn)來的變送器也是兩線制的居多。
因為要實現(xiàn)兩線制變送器必須同時滿足以下條件:
1.V≤Emin-ImaxRLmax
變送器的輸出端電壓V等于規(guī)定的電源電壓減去電流在負(fù)載電阻和傳輸導(dǎo)線電阻上的壓降。
2. I≤Imin
變送器的正常工作電流I必須小于或等于變送器的輸出電流。
3. P<Imin(Emin-IminRLmax)
變送器的消耗功率P不能超過上式,通常<90mW。
式中:Emin=電源電壓,對多數(shù)儀表而言Emin=24(1-5%)=22.8V,5%為24V電源允許的負(fù)向變化量;
Imax="20mA";
Imin="4mA";
RLmax="250"Ω 傳輸導(dǎo)線電阻。
如果變送器在設(shè)計上滿足了上述的三個條件,就可實現(xiàn)兩線制傳輸。所謂兩線制即電源、負(fù)載串聯(lián)在一起,有一公共點,而現(xiàn)場變送器與控制室儀表之間的信號聯(lián)絡(luò)及供電僅用兩根電線,這兩根電線既是電源線又是信號線。兩線制變送器由于信號起點電流為4mA.DC,為變送器提供了靜態(tài)工作電流,同時儀表電氣零點為4mA.DC,不與機械零點重合,這種“活零點”有利于識別斷電和斷線等故障。而且兩線制還便于使用安全柵,利于安全防爆。
有源信號隔離器
有源信號隔離器由獨立的電源供電,以確保隔離器出色工作,模塊在輸入側(cè)需要有源信號,在輸出測它們則提供經(jīng)過過濾和放大的信號,根據(jù)應(yīng)用情況輸入/輸出與電源之間相互隔離。
有源信號隔離器包括三端隔離、輸入端隔離與輸出端隔離。
三端隔離
三端隔離只需要一個電源,這個電源與測量電路隔離,采用這種技術(shù)隔離的模塊,它們所有連接在輸入端、輸出端或者電源上的組件皆不會互相干擾,三端之間也相應(yīng)地互相電隔離。
輸入端隔離采用這種隔離技術(shù)的模塊應(yīng)該保護(hù)輸出側(cè)連接的電子設(shè)備(例如控制器的輸入卡)不受現(xiàn)場的各種干擾。所以,輸入端和等電位的輸出端和電源部分是電隔離的。
輸出端隔離采用這種隔離技術(shù)的模塊應(yīng)該保護(hù)輸入側(cè)連接的電子設(shè)備(例如控制器的輸出卡)不受現(xiàn)場的各種干擾。所以,輸出端和等電位的輸入端和電源部分是電隔離的。