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使用信号隔离器减少接地环路问题

2020-12-29 11:52:54

您的过程控制和电气仪表有问题吗?源可能是被称为接地回路的接地干扰。接地回路是“潜在有害回路,当电气系统中通常处于接地电位的两个或多个点通过导电路径连接而形成时,地电位不同。”换句话说,形成接地回路是因为每个接地都连接到不同的接地电位,这使电流通过过程回路在接地之间流动。那么使用信号隔离器减少接地环路问题。

基本上,接地回路会通过在过程信号中加上或减去电流或电压来引起问题。结果,接收设备无法分辨有用信号和有害信号之间的差异。因此它不能准确反映过程条件。

当您安装新的PLC控制柜)或分布式控制系统时,建立多个接地和接地回路的可能性特别高。设施中的接地点如此之多,建立多个点的可能性很大。

对于热电偶和某些分析仪之类的仪器,您可能无法消除接地环路,因为这些仪器需要接地才能进行准确的速率测量。同样,所有模拟控制回路都在一个或多个点接地,这可能会导致接地回路损坏设备的正常功能。您可能还必须将这些仪器接地以确保人员安全。

仪表信号回路如何工作。假设您有一个检测循环。如您所见,它基本上是一个直流系统,该系统以特定的电压(在本示例中为24V)运行到称为信号接地的主接地参考。仪器信号在4mA至20mA的范围内变化,具体取决于传感器看到的变量值(温度,压力等)。

假设经过准确校准的电路将这个mA信号转换为海图记录仪的1V至5V信号。在4mA时,记录仪测得的电压为1V(250欧姆x0.004A)。在20mA时,测得的电压为5V。通常,记录仪的刻度尺是经过校准的,因此电压直接以℉,℃,psi等为单位进行读数。

信号隔离器的方式和原因。那么,如果您不能消除接地环路的条件,该怎么办?您可以使用信号隔离器来断开所有接地之间的电流路径(DC连续性),同时仍然允许模拟信号在整个环路中继续进行。这些设备还消除了AC连续性(共模电压)的电气噪声。

信号隔离器

信号隔离器使用以下两种技术之一来完成这项工作:

模拟信号隔离,它使用隔离变压器来斩波,隔离和重建信号。

离散的信号生成会斩波,光学传输并重建信号。使用此技术的河北信号隔离器称为“光隔离器”。

两者之间的选择取决于您的电路要求。

无论选择哪种隔离方法,请确保隔离器提供输入,输出和电源隔离。如果没有这种三路隔离,则在隔离器的电源与过程输入和/或输出信号之间会形成一个附加的接地环路。

与其他大多数变送器一样,隔离器也有2线和4线版本。4线式需要单独的电源,部分适合于面板背面安装。您可以从输入或输出回路为2线制式供电。

输入回路类型可以在没有电源或输出回路电源时隔离过程信号。输出回路类型解决了将非隔离的现场信号与计算机,PLC或分布式控制系统等系统接口的问题。这些系统为其输出设备提供环路电源。

您可以找到适合几乎所有应用的石家庄信号隔离器,其中包括:

电阻输入隔离器,用作RTD,滑线,应变和电位计变送器。

毫伏隔离器,用作热电偶和毫伏变送器。

电流/电压隔离器,用作警报跳闸,偏差警报通知和其他特殊应用的变送器。

侧栏:仪表接地底漆

控制仪表策略中使用的几乎每台设备都使用公共信号地作为其模拟信号的参考。将任何其他接地引入控制电路几乎肯定会引起接地环路的发生。

为了更大程度地减少将这些环路引入复杂网络的危险,您应该使用专用的仪表系统接地总线,并将信号公共端,机柜接地和仪表AC电源接地端与之相连。

您应该通过建筑地面和工厂地面网格将仪表系统地面总线接地。但是,这可能比看起来要复杂得多。例如,很少会有一个检测循环。实际上,您可能有数百甚至数千。

许多供应商提供的仪器系统机柜均包含DC信号公共总线和电源公共总线。制造商通常将这些总线在主地面总线的机柜内连接在一起。

机柜接地是用于保护设备和人员免受意外电击危险的安全接地。它还为可能影响机柜的任何静电荷或电磁干扰(EMI)提供了直接排放管线。机柜接地与DC信号接地保持分离,直到其终止于主接地总线为止。

交流服务接地是系统交流电源的单点接地终端。该接地连接到主交流电源隔离变压器处的中性点至接地点。它也终止于工厂接地网格上的单个点(通常是接地电极)。


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