自動化儀(yí)表知(zhī)識百(bǎi)科:自(zì)動化(huà)儀(yí)器(qì)儀(yí)表基(jī)礎知(zhī)識,技術方案(àn)
更新時間(jiān):2022年12月(yuè)05日
生(shēng)產(chǎn)過程監視和控製要(yào)用到(dào)多(duō)種(zhǒng)自(zì)動化(huà)儀(yí)表,計(jì)算機(jī)及相應執(zhí)行(háng)機(jī)構(gòu)。過(guò)程中的信(xìn)號(hào)既有微(wēi)弱(ruò)到毫伏(fú)級的(dí)小信(xìn)號,又有數(shù)十伏(fú)的大信號,甚(shèn)至(zhì)還(huán)有高(gāo)達數(shù)千伏,數百(bǎi)安培的信號要處理(lǐ)。
從頻率(shuài)上(shàng)講(jiǎng),有直流低頻(pín)範(fàn)圍(wéi)的,也(yě)有高(gāo)頻/脈衝尖峰。設備儀表(biǎo)間的互相幹(gān)擾就成為係(xì)統調試(shì)中必須(xū)要解(jiě)決的標題。除了(liǎo)電磁屏(píng)蔽之(zhī)外,解(jiě)決(jué)各種(zhǒng)設備(bèi)儀表(biǎo)的(dí)“地(dì)”,即信(xìn)號(hào)參(cān)考點的電(diàn)位(wèi)差,將成(chéng)為(wéi)嚴(yán)重課(kè)題。因(yīn)為不同設備(bèi),儀表的信號(hào)要互傳互(hù)送,那就(jiù)存(cún)在信號參(cān)考點標題(tí)。換(huàn)句話說,要(yào)使信號(hào)完整(zhěng)傳(chuán)送(sòng),理想化的(dí)情況是所(suǒ)有(yǒu)設(shè)備儀表的信(xìn)號(hào)有(yǒu)一個共(gòng)同的參考(kǎo)點,即共(gòng)有(yǒu)一個“地(dì)”,查看(kàn)中(zhōng)儀(yí)信號隔離器(qì)產(chǎn)品(pǐn)。
進(jìn)一步(bù)講(jiǎng),所有設備儀(yí)表(biǎo)信號的參考點之間(jiān)電位(wèi)差為“零”。但(dàn)是(shì)在(zài)實際環境中,這一點(diǎn)幾乎是不(bù)可能的,這(zhè)裏(lǐ)麵(miàn)除了(liǎo)各個設(shè)備儀表(biǎo)“地”之(zhī)間的連(lián)綫電阻(zǔ)產生的電壓降之外(wài),尚有各種設(shè)備儀(yí)表(biǎo)在(zài)不同(tóng)環(huán)境(jìng)受到(dào)的幹(gān)擾不同(tóng),以及(jí)導綫(xiàn)接點經受風(fēng)吹雨淋導致(zhì)接(jiē)點(diǎn)質量下降(jiàng)等諸(zhū)多(duō)因素,致(zhì)使各個(gè)“地(dì)”之間(jiān)有差別(bié)。以(yǐ)示意(yì)圖一為例(lì)。
圖一(yī) PLC與外(wài)接儀吐露(lòu)體(tǐ)現(xiàn)意(yì)圖(tú)
圖(tú)中標(biāo)明(míng)有兩個現場設(shè)備1#,2#儀(yí)表向(xiàng)PLC傳送信(xìn)號以及PLC向(xiàng)兩台現場(cháng)設備3#,4#儀(yí)表發出信號(hào)。假(jiǎ)定(dìng)傳(chuán)送(sòng)信號(hào)均為0-10VDC。理(lǐ)想(xiǎng)情(qíng)況下PLC及兩個(gè)現場(cháng)設(shè)備(bèi)1#,2#儀表“地”電位(wèi)完全相等,傳(chuán)送過程(chéng)中(zhōng)又沒有(yǒu)幹擾(rǎo)。這樣(yàng)從(cóng)PLC輸入(rù)來看(kàn),接(jiē)收正確。但(dàn)如(rú)前所述(shù),兩個(gè)現場(cháng)設(shè)備(bèi)通(tōng)常有“地(dì)”電位差。舉(jǔ)例來(lái)講,1#設備“地”與(yǔ)PLC“地”同電(diàn)位,2#設備(bèi)比(bǐ)它(tā)們(mén)的“地”電位高(gāo)0.1V,這(zhè)樣(yàng)1#設(shè)備(bèi)給(gěi)PLC的(dí)信號為(wéi)0-10V,而2#設(shè)備(bèi)給PLC的(dí)為0.1V-10.1V,誤(wù)差(chà)就產(chǎn)生(shēng)了.同(tóng)時1#,2#設(shè)備(bèi)的(dí)“地”綫(xiàn)在(zài)PLC匯合聯(lián)接(jiē),將0.1V電壓(yā)施加在PLC地(dì)綫(xiàn)條上,可能損壞PLC局部“地”綫。同時體現(xiàn)錯誤的數據。
由此引(yǐn)起的標題(tí)在現場調(tiáo)試中屢有(yǒu)出現(xiàn)。例如(rú)某大(dà)型(xíng)建(jiàn)材公司生產綫(xiàn)監(jiān)控(kòng)係(xì)統(tǒng)使用美國AB-PLC外接國(guó)內某廠家手(shǒu)操(cāo)器。AB-PLC的每(měi)個數據采集板(bǎn)由(yóu)八個通道組成,八個通(tōng)道共(gòng)用一(yī)個(gè)12位A/D,模擬(nǐ)量(liáng)經(jīng)過(guò)變換後(hòu)由12個光(guāng)耦(ǒu)隔離(lí)器(qì)實現(xiàn)與主機隔(gé)離(lí)。它(tā)的八個(gè)通道輸入之(zhī)間沒(méi)有(yǒu)隔(gé)離(lí),致(zhì)使在(zài)輸入(rù)信號(hào)時(shí),每個(gè)通道(dào)單(dān)獨(dú)輸入(rù)到采集板均(jūn)正(zhèng)常(cháng)。但是同(tóng)時(shí)輸入(rù)兩個或多於兩個(gè)外(wài)部信(xìn)號時,體現數字亂(luàn)跳(tiào)故(gù)障無(wú)法排除。又如航(háng)天(tiān)某(mǒu)部(bù)門(mén)使用(yòng)K型熱偶(ǒu)作為傳(chuán)感(gǎn)器測試發動機各點(diǎn)溫(wēn)度。同上(shàng)述相似,僅(jǐn)測(cè)試一(yī)個點(diǎn)時(shí)正(zhèng)常。但是向主(zhǔ)機接(jiē)入(rù)兩(liǎng)點或兩點以(yǐ)上溫(wēn)度信(xìn)號(hào)時,體現(xiàn)的溫度(dù)值明顯(xiǎn)錯誤。這(zhè)兩種情況(kuàng)在使(shǐ)用隔離器(qì)後,都正常了。
信號隔離器(qì)之所以能(néng)起(qǐ)到這(zhè)個作用,就是它具(jù)有使輸(shū)入/輸(shū)出在電氣上(shàng)完全隔(gé)離的(dí)特點。換(huàn)句話講(jiǎng),輸入/輸出之間沒有共(gòng)同“地”,外來信號(hào)不(bù)管(guǎn)是0-10V,或帶著共(gòng)模(mó)幹(gān)擾電(diàn)壓(yā)的(dí)0-10V經隔(gé)離後均為(wéi)0-10V。即(jí)隔離後(hòu)新(xīn)建(jiàn)立的(dí)“地”與外部設(shè)備儀表“地”沒關係。正(zhèng)是由(yóu)於(yú)這(zhè)個(gè)原因(yīn),也實現了輸(shū)入到PLC主機(jī)的(dí)多個外接設備儀(yí)表(biǎo)信號之(zhī)間隔(gé)離(lí),即(jí)它們之間(jiān)沒隔(gé)離(lí)器件在工業現場(cháng)的應用。