AK-GDB/A10过电压保护器的接线方法

时间：2022-12-14作者：醴陵市湘创电器有限公司浏览：125

作为工业现场与控制室仪表之间的信号隔离变送器设备，信号隔离器和安全栅一直发挥着重要的作用，是工业控制系统中重要的组成部分。随着技术的进步，无论是现场的一次仪表，还是控制系统，都发生了变化，信号隔离器和安全栅也需要进一步发展适应高的要求。山东飞创仪表有限公司总结多年来的实践经验，对产品进行了改进，对隔离器和安全栅的性能进行了提升，以满足市场的需求。新型的隔离器和安全栅在性能和技术指标上都较过去有了大的进步。
三种方案是在过程环路中使用信号隔离器。信号隔离器采用隔离技术，断开过程环路中的直接电路（直流通路）但又不影响过程信号的正常传输，从而解决了上述问题
当然，我们也可以用DCS的隔离卡键或带隔离能力的变送器实现信号隔离，但它们价格昂贵，而且他们的隔离强度、抗无限射频/电磁干扰（RFI/EMI）指标及应用灵活性比信号隔离器差，不可能像信号隔离器那样还可解决信号转换及信号分配等问题。
目前，信号隔离（变换）器从隔离方式上主要分为：变压器隔离方式，光电隔离方式和变压器与光电联合隔离方式等几种。
信号隔离器至今已有40多年的历史，早期的信号隔离器（如美国MOORE，日本M-SYSTEM等）都是采用变压器隔离方式，它的特点是：性能稳定，寿命长（比如：日本M-SYSTEM公司的M2系列隔离变换器标称的使用寿命长达70年！），带负载能力强，隔离强度高，但电路复杂，制作工艺要求高。
随着电子技术的发展，近些年来逐渐出现了利用光耦合器（optical coupler）生产的光电式隔离器，它的特点是：性能稳定，抗干扰能力强，而且线路简单，廉，但相对于变压器隔离方式寿命略短。用于对现场仪表的各类信号调整、隔离 ，并转换 成计算机、DCS、PLC等能接受的标准信号或用户*的特殊信号。用于从电气上隔离远动设备和运行设备的一种器件，如继电器等。低功耗是电子产品设计永无止境的追求，伴随技术的发展，目前隔离器和安全栅的功耗与过去相比，已经减小许多，性能和技术指标也得到提高。
产品的功耗是各个功能单元功耗的总和，只有降低各个功能单元的功耗才能使得总得功耗降低，增加产品的热稳定性和寿命。隔离器和安全栅由输入、输出、隔离、电源、安全等单元构成，其中安全单元是无源的限压限流网络，技术上进行低功耗改进的可能性非常小。主要在输入、输出、电源、隔离四个单元进行技术改进。
隔离单元是决定产品技术指标的重要单元。
目前隔离技术主要有磁隔离与光隔离两大类。隔离电路形式有直接调制耦合，反馈调制耦合等多种形式，具体采用什么形式要根据产品的技术指标而定。 总的来讲可以大致分为开关量信号采用光隔离，模拟量信号采用磁隔离的方式。从技术复杂程度来看，磁隔离比光隔离处理技术复杂，采用磁隔离技术， 设计者可以根据技术指标采用合适的设计方案，隔离的线性、精度可以根据产品要求灵活控制。而光隔离的线性、精度只能依赖器件厂家提供的技术指标， 设计人员可以调整的方式很少，也不可能**过厂家提供的技术指标。由于功耗大，光电隔离也不能实现无源隔离。山东飞创仪表有限公司采用电流互感模式、电流互感反馈模式、 电压互感模式、电压互感反馈模式、电流互感功率补偿模式等多种磁隔离方式。根据产品的特点选择不同的磁隔离模式。 上述隔离模式中，电流互感功率补偿模式是功耗*低的模式，目前在新一代的无源隔离安全栅中使用，在技术指标的同时，降低了隔离单元的功耗。信号变送器产品主要用于0-5K，0-10K等位移或角度传感器信号的隔离与变送 (传感器需用户自己配)，在工业上主要用于信号的隔离与变送。该变送器输入采用恒压驱动，适用于3线传感器。如果是2线传感器，也可以按要求定制成恒流驱动方式。输入1、输入2、输出1、输出2和辅助电源之间隔离（五隔离），可以承受2500VDC的隔离耐压。产品采用DIN35国际标准导轨安装方式，体积小、精度高，性能稳定、性价比高，可以广泛应用在石油、、电力、仪器仪表和工业控制等行业。
    该系列电子尺信号隔离放大器使用非常方便，仅需接好线，即可实现位移信号的隔离变送。一般认为，不需要外部电源供电即可工作的信号隔离器，是无源隔离器；而有源隔离器则需要专门的外部供电电源，比如24VDC或者220VAC.
无源隔离器的优势
1.使用方便，**经济，毕竟节省了为隔离器供电的电源以及电源线；
2.低功耗，高。无源隔离器的功耗很低，比如稳钛克TA2000系列无源隔离器的功耗仅为0.07W/channel（20mA输出时典型值），比同类作用的有源隔离器要低一个数量级，低的功耗以为着低的发热量，从而保隔离器性。
有源隔离器的优势
1.输入端等效阻抗低，输出端带载能力强；
2.输入信号可以是电流信号也可以是电压信号或者其他信号，功能加强大。控制系统的电子干扰来源 来自空间的辐射干扰来自空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备等的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称又称为为辐射干扰，信号隔离栅其分布较为复杂。若PLC 系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，它的主要影响主要通过两条路径；一是直接对PLC 内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对PLC 通信内网络恩呢刚刚的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关模拟信号隔离器，信号隔离栅一般通过设置的隔离器屏蔽电缆和PLC 局部屏蔽及高压泄放元件进行保护的。其次来自系统外引线的干扰这个主要是指主要通过电源和信号线引入，信号隔离栅通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。
在此来自电源的干扰模拟信号隔离器从实践中证明，因电源引入的干扰造成PLC 控制系统故障的情况有非常的多，笔者在某工程调试中遇到过，后换隔离性能高的PLC 电源，问题才够得到解决。
PLC 系统在正常情况下供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。特别是电网内部的变化，开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都会通过输电线路到电源边信号隔离栅。PLC 电源通常采用隔离电源，但它的机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想模拟信号隔离器。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，隔离是不可能实现。
一入一出 通用型信号隔离器给二、三线制变送器提供隔离的直流电源，并检测来自变送器的4~20mA电流信号，经过隔离、抗干扰抑制等处理后。向控制系统或其他单元组合仪表输出直流电流或电压信号。 该隔离配电器采用直流电源供电，输入-输出-电源各通道之间相互隔离。
WS4002 电压/电流警报器的设定方法，以输入0-5V输出0-5V为例，低点设置为1V，高点设置为4.5V，回差为0.5%(25mV),开关为常开。
调整输入信号至1V，调整低点设置点（0.9875-1.0125V），使K1在此点闭合。同时检查回差，调整输入信号上升，升至近于1.0125V,K1变为开态，继续上升后回调至0.9875V,K1再次变为闭合。用同样方法调整高位点检查回差，二个点分别在4.4875V-4.5125V。与此同时模拟输出精度。
产过程监视和控制要用到多种自动化仪表、计算机及相应执行机构。过程中的信号既有微弱到毫伏级的小信号,又有数十伏的大信号，甚至还有高达数千伏、数百安培的信号要处理。从频率上讲，有直流低频范围的，也有高频/脉冲尖峰。设备仪表间的互相干扰就成为系统调试中必须要解决的问题。除了电磁屏蔽之外，解决各种设备仪表的“地”，即信号参考点的电位差，将成为重要课题。因为不同设备、仪表的信号要互传互送，那就存在信号参考点问题。换句话说，要使信号完整传送，理想化的情况是所有设备仪表的信号有一个共同的参考点，即共有一个“地”。进一步讲，所有设备仪表信号的参考点之间电位差为“零”。但是在实际环境中，这一点几乎是不可能的，这里面除了各个设备仪表“地”之间的连线电阻产生的电压降之外，尚有各种设备仪表在不同环境受到的干扰不同，以及导线接点经受风吹雨淋导致接点质量下降等诸多因素，致使各个“地”之间有差别。以示意图一为例。图中标明有两个现场设备1＃、2＃仪表向PLC传送信号以及PLC向两台现场设备3＃、4＃仪表发出信号。假定传送信号均为0-10VDC。理想情况下PLC及两个现场设备1＃、2＃仪表“地”电位相等，传送过程中又没有干扰。这样从PLC输入来看，接收正确。但如前所述，两个现场设备通常有“地”电位差。举例来讲，1#设备“地”与PLC“地”同电位，2#设备比它们的“地”电位高0.1V，这样1#设备给PLC的信号为0-10V，而2#设备给PLC的为0.1V-10.1V,误差就产生了.同时1#、2#设备的“地”线在PLC汇合联接，将0.1V电压施加在PLC地线条上，可能损坏PLC局部“地”线。同时显示错误的数据。由此引起的问题在现场调试中屡有出现。例如某大型建材公司生产线监控系统使用美国AB-PLC外接国内某厂家手操器。AB-PLC的每个数据采集板由八个通道组成，八个通道共用一个12位A/D，模拟量经过变换后由12个光耦隔离器实现与主机隔离。它的八个通道输入之间没有隔离，致使在输入信号时，每个通道单输入到采集板均正常。但是同时输入两个或多于两个外部信号时，显示数字乱跳故障无法排除。又如航天某部门使用K型热偶作为传感器测试发动机各点温度。同上述相似，仅测试一个点时正常。但是向主机接入两点或两点以上温度信号时，显示的温度值明显错误。这两种情况在使用隔离器后，都正常了。

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