干擾產(chǎn)生原因及解決方法

隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不同的自動(dòng)化儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和檢測(cè)設(shè)備等組成大大小小的檢測(cè)與控制系統(tǒng)，它們之間需傳遞各種各樣信號(hào)。系統(tǒng)工作過程中，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)傳輸失真、不同信號(hào)之間的相互干擾、信號(hào)不匹配、高頻脈沖信號(hào)導(dǎo)致的電磁干擾等問題。這些問題會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定、誤操作、甚至無(wú)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(hào)隔離器。

信號(hào)隔離器

信號(hào)隔離器是一種利用光電隔離或電磁隔離器切斷輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間的電氣連接的一種設(shè)備，起到電氣隔離的作用，同時(shí)不影響信號(hào)的傳輸。信號(hào)隔離器往往會(huì)根據(jù)要求，增加很多其他功能，如信號(hào)運(yùn)算，信號(hào)分配，信號(hào)轉(zhuǎn)換等，信號(hào)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(dāng)系統(tǒng)中多點(diǎn)接地時(shí)，不同設(shè)備之間參考點(diǎn)存在電勢(shì)差，從而形成地環(huán)路，會(huì)產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致信號(hào)傳輸失真（如圖一）。如果在信號(hào)傳輸環(huán)路中增加一個(gè)隔離器，切斷地環(huán)路，可徹底解決這個(gè)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(shí)會(huì)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(jìn)入其他設(shè)備，如DCS系統(tǒng)，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)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(gè)隔離器，利用隔離器對(duì)高頻信號(hào)的抑制作用，可以將信號(hào)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(hào)不匹配問題

若兩個(gè)需要互聯(lián)的儀表之間信號(hào)不匹配，則需要用隔離器來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換為0-10V信號(hào)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(chǎng)的二線制變送器提供工作電源，同時(shí)可以采樣二線制變送器的輸出信號(hào)（變送器的工作電源和輸出信號(hào)共用一個(gè)回來(lái)），如圖六。

圖六

5、消除信號(hào)的電源沖突

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

圖七

6、非線性信號(hào)的線性化處理

我們知道，熱電偶和熱電阻的輸出信號(hào)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(dāng)系統(tǒng)需要跟溫度成線性關(guān)系的信號(hào)時(shí)，用XP-TP或XP-K系列隔離器采樣熱電偶和熱電阻的信號(hào)，并進(jìn)行線性化處理，輸出與溫度成線性關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)（如圖八）。

圖八

7、一路信號(hào)分配成多路信號(hào)

一些場(chǎng)合，我們需要將一個(gè)信號(hào)同時(shí)送給多個(gè)系統(tǒng)，如分別送到DCS和顯示儀表，通過信號(hào)隔離器可實(shí)現(xiàn)信號(hào)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(jìn)四出功能。

圖九

8、其他功能應(yīng)用

輸入多路信號(hào)選擇其中一路輸出，多路信號(hào)之間進(jìn)行加減乘除等數(shù)學(xué)運(yùn)算，這些特殊的應(yīng)用偶爾會(huì)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(hào)隔離器系列