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号隔离器位于二个系统通道之间,所以选择隔离器首先要确定输入输出功能,同时要使隔离器输入输出模式(电压型、电流型、环路供电型等)适应前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑绝缘强度﹑总线通讯功能等许多重要参数涉及产品性能,例如噪音与精度有关、功耗热量与可靠性有关,这些需要使用者慎选。总之,适用、可靠、产品性价比是选择隔离器的主要原则。
注意事项
由于生产厂家不同,对隔离器的生产工艺、接线定义也不都相同,但使用场合基本相同,所以对产品的防护要求及维护基本相同。
1. 使用前应详细阅读说明书。
2. 作为号隔离使用时,应将输入端串入环路电路中,输出端接取样回路。
3. 作为隔离配电使用时,应将输入端并入电源电路中,输出端接变送器。
4. 若不正常工作应先检查接线是否正确,注意电源有无及极性反正。
作用
(1)地环流干扰
在工业生产过程中实现和控制需要用到各种 自动化 仪表、控制系统和执行机构,他们之间的号传输既有弱到毫伏级、毫安级的小号;又有几十伏,数千伏、数百安培的大号;既有低频直流号,也有高频脉冲号等等,构成系统后往往发现在仪表和设备之间传输相互干扰,造成系统不稳定甚至误操作,出现这种情况除了每个仪器、设备本身的性能原因如抗电磁干扰影响,还有一个十分重要的原因就是各种仪器设备根据要求和目的都需要接地,例如为了,机壳需要接大地;为了使电路正常工作,系统需要有公共参考点;为了抑制干扰加屏蔽罩,屏蔽罩也需要接地,但是由于仪表和设备之间的参考点之间存在电势差(也就是各设备的共地点不同)因而形成“地环流”、“接地环流”问题是在系统处理号过程中必须解决的问题。
(2)自然干扰
雷电是一种主要的自然干扰源,雷电产生的干扰可以传输到数千公里以外的地方。雷电干扰的时域波形是叠加在一串随机脉冲背景上的一个大尖峰脉冲。宇宙噪音是电离辐射产生的,在一天中不断变化。太阳噪音则随着太阳活动情况的剧烈变化。自然界噪声主要会对通讯产生干扰,而雷电能量尖蜂脉冲可以对很多设备造成损坏,应该加以避免或降低损坏程度,减少损失。
(3)人为干扰
电磁干扰产生的根本原因是导体中有电压或电流的变化,即较大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能够使导体产生电磁波辐射。一方面,人们可以利用这一特点实现特定功能,例如,无限通、雷达或其他功能,另一方面,电子设备在工作时,由于导体中的dv/dt或di/dt会产生伴随电磁辐射。无论主观上出于什么目的,客观上对电磁环境造成了污染。还有工厂企业在生产过程中会经常有一些大型的设备(电机、 变频器 )频繁开关,他们也会造成一些容性、感性的干扰,也将影响仪器仪表正常显示或采集。凡是有电压电流突变的场合,肯定会有电磁干扰存在。数字脉冲电路就是一种典型的干扰源,随着电子技术的广泛应用,电磁污染情况会越来越严重.
优越性
在各个过程环路中使用号隔离器办法可以用DCS或 PLC 等隔离卡件或者现场带的隔离的变送器(部分设备可以做到),也可以用号隔离器来实现。比较起来,用号隔离器有以下优点:
·绝大部分情况,采用号隔离器+非隔离卡件比采用隔离卡件便宜
·号隔离器比隔离卡件在隔离能力、抗电磁干扰等方面性能更加优越
·号隔离器应用灵活,而且它还有号转换和号分配及接口转换等功能,使用起来更加方便
·号隔离器通常有单通道、双通道、通道间相互完全独立、构成系统的配置、日常维护更加方便。
操作原则
经典案例可以说明号隔离的重要性:某大型公司的生产线调试中。控制系统的号输入板有八个通道,八个通道共用一个A/D转换器,经过变换后,由光电耦合元件实现与主机电路的隔离。但它的八个通道输入之间并没有隔离,八个通道输入号每个单独接入控制系统均正常,接入多于两个外部号时,控制系统显示数字乱跳,故障无法排除。
又如某锅炉控制系统检测锅炉各点温度,使用K分度热电偶作为传感器,同上述相似,仅检测一点均正常,但是向控制系统接入两点以上热电偶时,控制系统显示的温度明显错误。
目前隔离技术主要有磁隔离和光隔离两大类。从技术难度来看,磁隔离比光隔离技术复杂、难度更高。但是,采用磁隔离技术,产品设计可以根据产品技术指标的要求选用合适的产品设计方案,在产品的线性、精度、功耗等技术指标上可以根据产品的要求灵活设计实现要求。而对于光隔离的产品,在产品的线性、精度、功耗等方面只能依赖元器件厂家所提供光隔离元器件的技术指标。产品设计人员为达到一些技术指标可以使用的手段很少,也不可能超过厂家提供的元器件技术指标。另外,光隔离的功耗较大,导致产品的总功耗大、发热量大,产品的精度、功耗、稳定性与磁隔离产品相比都有较大的差距。光隔离元器件也不能应用于无源隔离。总的来讲,磁隔离比光隔离更具有先进性。
选型方法
隔离器的选型应该根据现场仪表、控制系统或二次仪表的接口进行,目前自动化行业输入/输出号的标准为:4~20mADC或者1~5VDC,当然也有一些特殊的输入/输出号。
按照仪器仪表的接口分为:号隔离类;一入多出隔离类;配电类;一入多出配电类;温度隔离变送类;无源隔离类;二线制隔离类;二线制配电类;二线制温度隔离变送类等类型。
用户可以根据据现场仪表、控制系统或二次仪表的接口自由的选用。
技术指标
在隔离器选型时除了要确定隔离器的功能、适应前后端接口外,还有精度、输出纹波、温度漂移、功耗、响应时间等许多参数需要用户谨慎选择。
精度
隔离器的精度是非常重要的参数,精度的高低直接关系到隔离器能否正常使用。隔离器的精度体现了隔离器的设计、制造水平。我们公司的生产的隔离器除小号、小量程等特殊输入号的隔离变送器精度为±0.2%以外,其余的精度均为±0.1%。用户在选用时应该选用精度高的产品。
输出纹波
对隔离器精度产生影响的参数还有输出纹波。输出纹波的产生是由于隔离器使用DC/DC电路对隔离器的工作电源进行隔离给隔离器内部电路供电,输入号也要先使用DC/DC电路调制成交流号然后经过隔离部分电路进行号隔离,隔离后的号经解调后再转换成直流号输出。以CPU为核心的隔离器也存在脉冲号。隔离器内部存在的这种高频的交流分量,就是产生输出纹波的原因。这些高频的交流分量它们的频率一般都有几百KHZ、谐波较多,对号的污染很难完全。如果输出纹波较高,控制系统模拟量输入模板采集到号的误差就大,对于高速输入的模拟量输入模板更是如此。所以选择隔离器时应要求输出纹波的峰-峰值越小越好。我
温度漂移
温度漂移是由于隔离器工作时产生热量,导致隔离器内所使用的电子元器件性能指标下降造成隔离器的输出值发生变化。选择隔离器时应要求温度漂移的值越小越好。为了防止温度漂移,隔离器应进行了低功耗、功耗设计,使得隔离器工作时本身的发热量很小甚至于不发热,这样就能防止因产品工作时发热引起所使用元器件的性能指标下降,防止造成温度漂移。
低功耗
功耗是指隔离器工作时所消耗的电能。它涉及到产品在工作时的发热量,这个参数与隔离器的使用寿命、可靠性和隔离器的外形、安装方式都有密切的关系。在选用隔离器时应选择功耗低的产品。我们公司在隔离器的电路设计上采用了多项获得发明专利的新技术,这些新技术是:输出部分可以根据负载的大小动态调整输出功率的自适应负载技术;隔离部分的电流互感功率补偿技术;电源部分的参数式开关稳压电源技术。目前我们公司隔离器的功耗只有目前世界品牌产品功耗的一半以下。
若产品的功耗大,在产品工作时产生的热量就大,造成产品壳体内的温度高。组成产品的电子元器件长期的处于高温环境下,会导致运算放大器参数蜕变﹑电阻阻值变化﹑电容漏电增大等。这些问题将使产品性能下降,甚至导致产品故障、失效。
为了节约控制系统的控制柜、电源、接线端子、连接线和人工成本等工程费用,用户在选用时应该选用低功耗的产品。
响应时间
薄膜规由两个基本部分组成,一部分是膜片传感器部分,另一部分为电子线路部分。传感器部分由两片膜片(固定极片与动极片)组成一个电容(见图1),串接在振荡器的选频网络内。当被测压力传到传感器一侧,压力的大小决定了两片膜片间的距离,由电容公式C=KξS/d可以看出,传感器的电容量与两片膜片间的距离倒数1/d成正比,当d变化时,C也随之变化。从振荡器的振荡频率公式f=K/RC中显然可以得出这样的结论:C的变化将引起f的变化,且f∝1/C。
振荡器的输出被藕合到f/v转换器,将频率转换成电压号,经放大后输出一个0~10V的直流电压号,该电压号也正比于Δd,也就是说输出号与被测压力成线性关系,见图2。
由于薄膜规的输出号与被测压力之间是完全的线性关系,输入—输出对应关系从图2可以看出,不论用户选择电压或电流型,输出电号均与输入被测压力成正比关系,这样用户就可以将薄膜规的输出号直接与PIC或计算机连接,无须再作非线性校正,为自动控制提供了必备的基础,节省了人力和物力。
2 200系列产品介绍
经过对薄膜规的研究分析发现,温度变化对一次传感器的影响是仪表产生误差和漂移的主要因素,要做出更高精度,更高稳定性的薄膜规,必须在这方面有所突破。为此,开展了200系列产品的研制。该系列产品带有恒温控制系统,使一次传感器始终处于一个温度恒定的容室内,排除了外界温度变化给一次传感器带来的影响。
恒温控制系统包括:薄片加温器(固定在一次传感器上)、型测温元件、温度控制电路板及保温系统等。见图3。
在温度控制电路中设置一个恒定温度T(=50℃),将测温元件所测到的温度t与之比较:当t
研究该产品的关键是选择适合的加温元件,为了尽量减小体积,必须使加温元件薄型化,测温元件型化,经过遴选,后我们采用了薄片加温器,它的厚度为0.1 mm,可以直接粘贴在传感器的表面,测量元件仅为米粒大小,控温电路采用了专用的温控集成电路使整个电路紧凑可靠,达到了设计要求。一次传感器作恒温处理以后,大大提高了仪表的稳定性,经实测,仪表长期零位漂移达0.15% /3个月,精度为0.25%,温度系数下降为0.02%/℃。其它参数与100系列相同。
3 300系列产品介绍
在国内,传统的真空仪表由于自身的特点,如:规管为玻璃材质,或传送号为非变送器号等因素,无法达到防爆电气、仪表的标准,所以长期以来,没有防爆型的真空仪表问世。
而随着工业生产的发展,在化工、石油、电器等行业都对真空仪表提出了防爆要求。我们在研究了市场需求的同时,也研究了我们生产的产品,认为:薄膜规本身具备防爆型产品的潜质,它具有全金属密封焊接结构和标准的变送器号传送。因此我们对薄膜规作了改型设计,使其符合《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》(GB3836.1—83)和《爆炸性环境用电气设备隔爆型电气设备“d”》(GB3836.2—83),其结构如图4所示。
研制300系列,主要解决了隔爆面的设计和加工,它是在薄膜规的基础上,在外壳,导线出口处和接口连接等处作了隔爆处理,采用高精度螺纹啮合面,并配以各种形状的密封圈。它的外壳能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力,并阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播,满足了用户在易燃易爆场合使用真空仪表的需求。
产品经仪器仪表防爆监督检验站测试,取得防爆合格证,证号GYB00443,防爆标志ExdⅡBT4。
现在由于社会的发展,很多行业逐渐采用电子式的压力计,也就是我们通常所说的压力变送器,但是由于工作环境,介质,介质温度等等原因,所以我们选用压力变送器一定要考虑这些问题.现在我就谈谈关于压力变送器的选购.
首先,接液材质
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