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隔離端子抗干擾功能兩項基本要求

隔離端子分為電流隔離端子和電壓隔離端子,它適合于工業自動化及過程控制中的應用,連接于工業現場儀表與控制室之間,將各種不同的信號進行采集、檢測、隔離、信號傳送、信號分配、信號變送處理。信號隔離器的應用旨在提高工業生產過程自動控制系統的抗干擾能力,保護設備,增強系統的穩定性和可靠性        
      
       生產過程監視和控制中要用到多種自動化儀表、面對越來越惡劣的環境,為解決干擾,儀表接進的隔離端子必須達到兩個基本要求:第一是解決各種設備、儀表"地"之間的差,即信號參考點的電位差;第二是電磁兼容。
 
    一 電氣隔離和電磁兼容--隔離端子抗干擾的基本要求
 
    1. 電氣隔離
 
    不同設備儀表的、帶有不同共模的信號輸進到DCS、PLC等控制系統,假如不加處理而直接聯進,可能出現因信號具有"共模不同"的干擾。所謂"共模不同"主要指信號間的參考點電位差。隔離端子的輸進/輸出電氣隔離特性使它抑制共模信號的能力很強,它可將帶有共模的信號經過隔離輸出成為不含共模的信號。所以只要在每路外部信號和控制系統的采集板之間插進隔離端子就能解決這個題目。
 
    還有一種情況,要求一個信號既能向顯示儀表輸送信號,又能傳送給變頻器之類的設備。這時除了輸進和輸出隔離之外,要求2個輸出之間相互隔離以消除設備互擾。此時可使用隔離式信號分配器,如圖1的WS15242。
WS15242
 
    綜上所述,解決參考點電位差類型的干擾要遵循兩個原則。
 
       第一:外部設備信號與中心處理系統(例如PLC、DCS)之間要進行電氣隔離。
 
 
       第二:外部信號(對系統的接口而言,無論是接收來的信號還是向外發出的信號)之間要相互電氣隔離。系統安裝遵循了這兩個原則,就能完全克服由于參考點電位差引進的干擾。
 
    大多數隔離端子都要外加工作電源,一般為DC 24V或AC 220V。這個電源在為輸進、輸出部分供電時必須確保在電氣上與輸進/輸出兩個部分隔離。這種輸進/輸出/外加工作電源之間相互隔離的產品稱為全隔離端子。從理論上講,這種供電方式不管隔離端子數目多少,均可用一臺電源供電。這樣的連接符合上述兩個原則。
 2. 電磁兼容
 
  根據國際電工委員會(IEC)定義,電磁兼容(EMC)是電子設備的一種功能。電子設備在電磁環境中能完成其功能,而不產生不能容忍的干擾。
 
  按EMC標準,要求隔離端子達到:在電磁干擾環境中能正常工作,無性能降低或故障,保證精確度、穩定性等參數變化在規定范圍內。同時隔離端子作為電磁騷擾源而產生的電磁強度也要控制在規定范圍內,減弱它對環境的電磁污染。
   國際電工委員會(IEC)在1997年和1999年發布了關于產業環境中的抗擾度試驗、產業環境中的發射標準作為電磁兼容通用標準。我國也發布了與它等同的文件:GB/T17799.2-2003和GB17799.4-2001。歐盟CE也有同樣標準,規范進進歐盟市場的產品。這些文件也是隔離端子應該達到的標準。
 

  形成電磁干擾后果必須具備3個基本要素,即電磁騷擾源、耦合通道、敏感設備。EMC設計的任務就是減弱騷擾源能量、切斷耦合通道、進步設備對電磁干擾的抵抗能力。隔離端子的EMC也要從設計做起。由于它屬于處理信號的儀表,功率小,對外發射能量也低。在設計上只要稍加留意減弱產品對環境的電磁污染,"產業環境中的發射標準"要求比較輕易達到。它的設計重點在進步對電磁騷擾的抵抗能力。圖2給出兩種隔離端子在射頻調幅電磁場試驗中輸出信號的變化情況,用以說明電磁兼容的重要性。

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