克服工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中前向過程通道的干擾措施之一

在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，在距離較遠(yuǎn)的電氣設(shè)備、儀表、PLC控制系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)之間進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)，往往存在干擾，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤操作。除系統(tǒng)內(nèi)、外部干擾影響外，還有一個(gè)十分重要的原因就是各種儀器設(shè)備的接地處理問題。一般情況下，設(shè)備外殼需要接大地，電路系統(tǒng)也要有公共參考地。但是，由于各儀表設(shè)備的參考點(diǎn)之間存在電勢(shì)差，因而形成接地環(huán)路，由于地線環(huán)流會(huì)帶來共模及差模噪聲及干擾，常常造成系統(tǒng)不能正常工作。一個(gè)理想的解決方案是，對(duì)設(shè)備進(jìn)行電氣隔離，這樣，原本相互聯(lián)接的地線網(wǎng)絡(luò)變?yōu)橄嗷オ?dú)立的單元，相互之間的干擾也將大大減小。
在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，及儀器儀表、傳感器應(yīng)用中，廣泛采用4~20mA電流來傳輸控制、檢測(cè)信號(hào)。由于4~20mA電流環(huán)路抗干擾能力強(qiáng)，線路簡(jiǎn)單，可用來傳輸幾十甚至幾百米長(zhǎng)的模擬信號(hào)。一般情況下，傳輸距離超過10米，就需要對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行隔離。
MHM-05就是一種模擬信號(hào)隔離器，又有稱作安全隔離柵、也有稱作信號(hào)變送器、屬于信號(hào)調(diào)理的范疇。其主要起抗干擾作用。正因?yàn)樗刑貜?qiáng)的抗干擾能力所以在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。尤其是在工業(yè)自動(dòng)程度越來越高。一次傳感器應(yīng)用數(shù)量隨此增多，對(duì)傳感器的精度和靈敏度要求越來越高。控制程序也越來越復(fù)雜，對(duì)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干擾是錯(cuò)綜復(fù)雜的，由來自控制現(xiàn)場(chǎng)如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)停止、大電流接觸器的切換、可控硅的調(diào)相、電弧電脈沖、電磁波等等復(fù)雜的干擾群，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必要充分的考慮采用隔離措施來確保系統(tǒng)的可靠性，切斷各種可能引發(fā)干擾的通道。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性是系統(tǒng)成敗的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。所以對(duì)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)傳模擬量信號(hào)DC 4-20mA通過信號(hào)隔離器使輸出模擬信號(hào)與系統(tǒng)完全隔離，不存在任何公共點(diǎn)，也就是通常被稱之為絕緣隔離狀態(tài)。從引進(jìn)的許多自動(dòng)化工程項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)，在現(xiàn)場(chǎng)模擬信號(hào)采集中應(yīng)用1：1的電流信號(hào)隔離器的比例極高，真可謂不用不知道，在許多國內(nèi)自建項(xiàng)目中，在大系統(tǒng)集成過程中受阻，然后再解入隔離措施得以解決的案例還少嗎？所以為什么在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，要反復(fù)強(qiáng)調(diào)運(yùn)用抗干擾措施，這是許多現(xiàn)實(shí)案例的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)者的謹(jǐn)示。這種技術(shù)措施的確是當(dāng)今自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，克服前向過程通道最有效的抗干擾措施之一。
信號(hào)隔離器其主要與DCS、PLC等工業(yè)智能測(cè)控系統(tǒng)配合使用。用來完善和補(bǔ)充系統(tǒng)模擬I/O插件功能，增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)傳信號(hào)的可靠性。但是目前市場(chǎng)上許多信號(hào)隔離器還需要另外加接輔助電源，還是以技術(shù)含量比較低的產(chǎn)品充徹市場(chǎng)，使用時(shí)會(huì)也帶來不便。從系統(tǒng)可靠性角度來分析，其多一個(gè)部件的加入不但多增加了一個(gè)故障點(diǎn)的可發(fā)性，也可能引入了新的干擾通道。而今隨著新技術(shù)新工藝的發(fā)展，許多器件的性能不斷地完善，而且器件功耗已經(jīng)下降到可以被忽略境地，因此上海毅倫機(jī)電有限公司新設(shè)計(jì)的MHM-05A型信號(hào)隔離器就是應(yīng)用了現(xiàn)代新技術(shù)而設(shè)計(jì)的一種不需要外接任何輔助電源的隔離器。它只有二個(gè)輸入端，二個(gè)輸出端，給系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用帶來了方便。同時(shí)也提高了系統(tǒng)可靠性。MHM-05A在結(jié)構(gòu)上采用了片狀模塊卡口式結(jié)構(gòu)，可直接卡入標(biāo)準(zhǔn)DIN道軌，所以安裝拆卸和維護(hù)非常方便。可以多片緊湊疊合安裝在標(biāo)準(zhǔn)道軌上節(jié)省或替代控制柜輸入、輸出的接線端子。MHM-05C型是電子模塊結(jié)構(gòu)，可以直接安裝在PCB印刷線路板上應(yīng)用。MHM-05系列信號(hào)隔離器為無源隔離型，單路輸入，單路隔離輸出。輸入4-20 mA。輸出4-20 mA。
何謂無源信號(hào)隔離器？何為有源信號(hào)隔離器？及是，當(dāng)信號(hào)隔離器工作時(shí)，不需要附加工作電源就能正常工作的稱無源信號(hào)隔離器。當(dāng)信號(hào)隔離器工作時(shí)，需要外加工作電源才能正常工作的稱有源信號(hào)隔離器。所以無源信號(hào)隔離器無論在安裝、使用方面都要比有源信號(hào)隔離器要來得優(yōu)越。從隔離效果來考慮，少一路物理連接也會(huì)少引入一個(gè)干擾隱患。

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