干擾產(chǎn)生原因及解決方法

隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)場不同的自動化儀表、執(zhí)行機構(gòu)和檢測設(shè)備等組成大大小小的檢測與控制系統(tǒng)，它們之間需傳遞各種各樣信號。系統(tǒng)工作過程中，會出現(xiàn)信號傳輸失真、不同信號之間的相互干擾、信號不匹配、高頻脈沖信號導(dǎo)致的電磁干擾等問題。這些問題會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定、誤操作、甚至無法工作。為了有效解決上述問題，系統(tǒng)中通常需要使用信號隔離器。

信號隔離器

信號隔離器是一種利用光電隔離或電磁隔離器切斷輸入信號與輸出信號之間的電氣連接的一種設(shè)備，起到電氣隔離的作用，同時不影響信號的傳輸。信號隔離器往往會根據(jù)要求，增加很多其他功能，如信號運算，信號分配，信號轉(zhuǎn)換等，信號隔離器在系統(tǒng)中的具體應(yīng)用如下：

1、消除接地環(huán)路影響

當系統(tǒng)中多點接地時，不同設(shè)備之間參考點存在電勢差，從而形成地環(huán)路，會產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致信號傳輸失真（如圖一）。如果在信號傳輸環(huán)路中增加一個隔離器，切斷地環(huán)路，可徹底解決這個問題（如圖二）。

圖一

圖二

2、消除高頻電磁干擾

某些設(shè)備工作時會產(chǎn)生高頻電磁干擾，如變頻器。變頻器產(chǎn)生的干擾將通過連接線進入其他設(shè)備，如DCS系統(tǒng)，會導(dǎo)致信號不穩(wěn)定，嚴重時可能導(dǎo)致DCS系統(tǒng)不能正常工作（如圖三）。在這二者之間增加一個隔離器，利用隔離器對高頻信號的抑制作用，可以將信號濾波后送到DCS系統(tǒng)（如圖四）。

圖三

圖四

3、解決設(shè)備之間信號不匹配問題

若兩個需要互聯(lián)的儀表之間信號不匹配，則需要用隔離器來實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換功能，從而保證儀表的互連，如圖五，隔離器將4-20mA信號轉(zhuǎn)換為0-10V信號后接入DCS/PLC輸入板卡，如圖五。

圖五

4、向變送器提供工作電源（配電）

隔離器系列中的配電器可以向現(xiàn)場的二線制變送器提供工作電源，同時可以采樣二線制變送器的輸出信號（變送器的工作電源和輸出信號共用一個回來），如圖六。

圖六

5、消除信號的電源沖突

有時變送器輸出的信號是有源的信號（電流源），而DCS/PLC的采集板卡只能輸入二線制信號（即DCS/PLC板卡可配電），此時需要隔離器來實現(xiàn)這樣的轉(zhuǎn)換，如圖七。

圖七

6、非線性信號的線性化處理

我們知道，熱電偶和熱電阻的輸出信號與溫度之間成一定的函數(shù)關(guān)系，然而并不是線性關(guān)系，當系統(tǒng)需要跟溫度成線性關(guān)系的信號時，用XP-TP或XP-K系列隔離器采樣熱電偶和熱電阻的信號，并進行線性化處理，輸出與溫度成線性關(guān)系的標準模擬量信號（如圖八）。

圖八

7、一路信號分配成多路信號

一些場合，我們需要將一個信號同時送給多個系統(tǒng)，如分別送到DCS和顯示儀表，通過信號隔離器可實現(xiàn)信號分配功能（如圖九）。為了滿足這些應(yīng)用，XP系列隔離器大多數(shù)可以選擇一入二出、一入三出、一進四出功能。

圖九

8、其他功能應(yīng)用

輸入多路信號選擇其中一路輸出，多路信號之間進行加減乘除等數(shù)學(xué)運算，這些特殊的應(yīng)用偶爾會出現(xiàn)，有一些特殊的隔離器產(chǎn)品可以滿足。

蘇州迅鵬信號隔離器系列