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说明:
智能隔离器是将输入单路或双路的电流或电压号,变送输出隔离的单路或双路线性的电流或电压号,并提高输入、输出、电源之间的电气隔离性能。
供电方式
隔离器常见的供电方式有独立供电、回路供电和输出回路供电。
独立供电的隔离器:
需要配备独立20~35VDC的直流电源。这种方式的优点是隔离传输精度高;电源、输入、输出之间完全隔离,多路系统供电电源不需隔离,可保证高抗干扰性能,输入号可以变换为其它类型的型号。
回路供电的隔离器:
在实际工业监控系统中,DCS、PLC或其他显示仪表具有卡件内部供电的使用越来越广泛。回路供电型隔离器又往往不能满足这些卡件对号隔离传输精度要求高和二线制变送器配电电压要求高的条件。因此,输出回路供电型的隔离器既保留了独立供电型隔离器的优越性能,又满足输出回路供电接口的要求。
技术参数
系统传输准确度:±0.2%×F·S
温度漂移:≤0.005%F·S/℃
工作温度:工业级标准 -10~+55℃
输入阻抗:电流:100Ω;电压:500KV
电流输出允许外接的负载阻抗:4-20mA输出时0~500Ω;0-10mA输出时0~1KΩ
电磁兼容:符合IEC61000-4-4:1995中所规定的第四类(恶劣工业现场)环境对产品的抗电磁干扰要求
输入/输出/电源/通讯/双路间绝缘强度:≥1500AAC
储运环境温度:-40~+80℃
相对湿度:10-90%RH(40℃时)
供电电源:交流: AC 95~265V
直流:DC12V~32V(反接保护)
输入功率:0.9~1.8W(与型号有关,详见本手册附录中关于输入功率的计算方法)
通讯接口:RS232 或 RS485,MODBUS软件协议(选配)。
外形尺寸:宽×高×深:22.5×100×115mm
产品选购
隔离器
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。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。顺连电子的各种系列隔离器均采用的滤波电路,较好的抑制了输出纹波。用户在选用时应该选用纹波小的产品。
公司在无源隔离器和栅的设计中采用电流互感功率补偿式磁隔离,设计的无源隔离器和栅在输入、输出线性指标上达到了有源隔离器和栅的水平。这样的线性指标在国内、外都是领先的。
四、小型化、接线少。以适应高密度的安装要求
隔离器和栅作为二次仪表,安装在控制室内,控制室的环境要求产品尽可能的小以实现高密度的安装,同时接线的数量应该尽可能的少,从而减少安装和维护的难度。产品的小型化是隔离器和栅的发展趋势。公司目前的MS系列产品的厚度只有6.2mm。低功耗的设计实现体现在产品的外观上就是产品的小型化,只有低功耗产品才能实现密集安装。伴随着技术的进步,我们将设计出功耗更低、性能更好、体积更小的产品。
目前国内的主流产品厚度一般都在20mm~30mm之间,国外新产品的厚度为6.2mm。北京国电中自电气有限公司的GD-CB系列达到了国外新产品的水平。
在整个自控领域,栅技术应用于隔离、传输、处理、转换和调节号。为了适应多种多样的现场需求,栅元器件须具有普遍适用的特质。同时,应尽可能的为客户节约成本,简化设计和维护,不断推陈出新,为客户提供更多种类的栅。
图1 紧凑型设计的IM系列栅可节约机柜空间
栅是公司研发的新生代,如图1所示。IM系列具有多功能一体化的特性,范围从隔离开关放大器到继电器耦合器。该系列产品采用统一的导轨安装,深为110mm,宽为18mm或27mm,配有可插拔接线端子并可采用通用电源供电,大大方便了用户。
采用图尔克IM系列栅,过程控制安装设计明显简化。此时,系统功能是项目设计者考虑的因素。IM系列栅的特性:
● 电源为通用供电单元
● 可插拔接线端子
● 三种不同变送形式
● 用于Namur输入回路的ASIC电路
● 用于设定设备参数开放式的PACtware
● 在整篇文章中,我们将着重介绍供电电源和可插拔端子部分。
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,帕罗肯隔离器产品进行了低功耗、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。用户在选用时应该选用温度漂移小的产品。
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。隔离器的上采用了新技术是: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。我们公司隔离器的功耗只有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。
没有低功耗设计的保证,产品就不可能做到隔离器的超薄型、小型化、端子化。我们公司推出了国内薄的低功耗MZ系列产品、功耗的MZ二线制系列产品和无源系列产品。国内的主流产品厚度一般都在20mm~30mm之间,国外产品的厚度为6.0mm。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
响应时间是指产品的输入量发生变化到产品的输出量正确的将变化量反映的输出上的时间。响应时间越短,就能够越真实的正确反映出输入量的变化,有效的和控制生产过程。在选择隔离器时响应时间要求越短越好。用户在选用时应该选用响应时间小的产品。
技术发展
随着科技的发展,隔离端子的设计日趋小型化,而小型化的目的就是少占空间。当然应该允许用户密集安装,密集安装则存在散热问题,那么必须降低内部功耗。因此内部功耗的数值在选用时也应注意。
而针对变送器的隔离还有另一种方式,传感器和变送器为一体而又必须放置在现场指定地点。一般把隔离端子安置在中央控制室机柜中,由机柜中的隔离端子为现场变送器配送电源,使用哪一种要根据PLC接口情况决定。现场调试也许会出现仪表和PLC接口不匹配,发送设备为四线制变送器输出4~20mA,而接收端4~20mA的接口为二线回路供电方式,若直接连接将造成电源。
智能号隔离器
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