生產過程監視和控制要用到多種自動化儀表、計算機及相應執行機構。過程中的信號既有微弱到毫伏級的小信號,又有數十伏的大信號,甚至還有高達數千伏、數百安培、有直流低頻范圍的,也有高頻/脈沖尖峰的信號,設備儀表間的互相干擾就成為系統調試中必須要解決的問題。除了電磁屏蔽之外,解決各種設備儀表的“地”(即信號參考點的電位差)將成為重要課題。 因為不同設備、儀表的信號要互傳互送,那就存在信號參考點問題。換句話說,要使信號完整傳送,理想化的情況是所有設備儀表的信號有一個共同的參考點,即共有一個“地”。進一步講,所有設備儀表信號的參考點之間電位差為“零”。但是在實際環境中,這一點幾乎是不可能的,這里面除了各個設備儀表“地”之間的連線電阻產生的電壓降之外,尚有各種設備儀表在不同環境受到的干擾不同,以及導線接點經受風吹雨淋導致接點質量下降等諸多因素,致使各個“地”之間有差別。 以示意圖一為例。 圖中標明有兩個現場設備1#、2#向PLC傳送信號以及PLC向兩臺現場設備3#、4#發出信號。假定傳送信號均為0-10VDC。理想情況下PLC及兩個現場設備1#、2#“地”電位*相等,傳送過程中又沒有干擾。這樣從PLC輸入來看,接收正確。但如前所述,兩個現場設備通常有“地”電位差。舉例來講,1#設備“地”與PLC“地”同電位,2#設備比它們的“地”電位高0.1V,這樣1#設備給PLC的信號為0-10V,而2#設備給PLC的為0.1V-10.1V,誤差就產生了.同時1#、2#設備的“地”線在PLC匯合聯接,將0.1V電壓施加在PLC地線條上,可能損壞PLC局部“地”線。同時顯示錯誤的數據。由此引起的問題在現場調試中屢有出現。例如PLC的每個數據采集板由多個通道組成,多個通道共用一個12位A/D,模擬量經過變換后由12個光耦隔離器實現與主機隔離。它的多個通道輸入之間沒有隔離,致使在輸入信號時,每個通道單獨輸入到采集板均正常。但是同時輸入多個外部信號時,顯示數字亂跳故障無法排除。這兩種情況在使用隔離器后,都正常了。 隔離器之所以能起到這個作用,就是它具有使輸入/輸出在電氣上*隔離的特點。換句話講,輸入/輸出之間沒有共同“地”,外來信號不管是0-10V,或帶著共模干擾電壓的0-10V經隔離后均為0-10V。即隔離后新建立的“地”與外部設備儀表“地”沒關系。正是由于這個原因,也實現了輸入到PLC主機的多個外接設備儀表信號之間隔離,即它們之間沒有“地”的關系。 上面談了輸入信號和PLC信號的隔離,同樣PLC向外部設備輸出信號也有類似現象問題,顯然采用隔離器就能解決問題,像深圳科立恒公司的SC-VA系列、CSP系列、KCE系列隔離變送器都是性能優異的隔離產品。 不管PLC向外部設備儀表發送信號,還是外部設備儀表向其他設備發送信號,有一種情況經常遇到:要求一個信號即能向顯示儀表輸送信號,又能傳送給諸如變頻器之類的設備。這就有可能在兩個設備之間產生干擾,若要*解決干擾問題,推薦使用隔離式信號分配器,比如深圳科立恒公司的SC-VA系列隔離分配器,它的二個輸出之間也是隔離的,它能實現輸入信號與外部設備隔離,同時實現接收信號設備之間隔離。 |