BM100訊號隔離器 傳輸精度高，溫飄低，響應時間快，抗干擾強——安科瑞 陸琳鈺

摘要：PLC/DCS控制系統在實際執行過程中經常會出現干擾問題，造成現場儀器出現故障、模擬量顯示異常及資料不穩定等現象。訊號隔離器能減少外界干擾，同時對下級裝置具有限壓、限流的功能，從而實現對裝置的防護。

關鍵詞：訊號隔離器；PLC/DCS；變頻器；干擾

0：概述

隨著工業自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。作為電力電子器件，變頻器中要進行大功率二極體整流，大功率電晶體變壓，在輸入輸出迴路產生電流高次諧波，干擾供電系統、負載以及附近其它電氣裝置。在實際使用過程中，經常遇到變頻器諧波干擾問題。

工業現場PLC/DCS控制系統中，常常會出現測量訊號不穩定現象，一種是由電磁干擾導致，另一種是高頻訊號滲入，如電流訊號輸出控制變頻器，變頻器高頻干擾滲入訊號中，這樣的干擾訊號使得變頻器和閥門工作不穩定，在兩個裝置訊號連線之間加裝訊號隔離器，是解決電磁干擾及高頻訊號滲入影響的方法之一。

1：PLC/DCS控制系統中的干擾

PLC/DCS控制系統中主要干擾源有：空間的輻射干擾、訊號線引入的干擾、接地系統混亂時的干擾、PLC/DCS系統內部的干擾，其中電源的干擾和訊號線引入的干擾，通常稱為傳導干擾，這種傳導干擾在工業現場較常見也較嚴重。

1。1 PLC/DCS控制系統干擾型別及現象

PLC/DCS控制系統中干擾的型別通常按干擾模式不同劃分，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是訊號對地的電位差，主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射在訊號線上感應的共態（同方向）電壓疊加所形成。差模干擾是指作用於訊號兩極間的干擾電壓，主要是由空間電磁場在訊號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，這種電壓疊加在訊號上，會直接影響測量和控制精度。

1。2 PLC/DCS控制系統干擾問題解決方向

1） 切斷或衰減電磁干擾的傳播途徑

2） 提高裝置和系統的抗干擾能力

2： 訊號隔離器在PLC/DCS控制系統中的作用

實際應用中，控制系統中的訊號干擾問題有時會非常嚴重，有些時候即使訊號電纜採用遮蔽線也不能完全消除這些干擾，例如由於接地點不同引起的接地環流乾擾。而採用訊號隔離器的接線方式切斷了傳導干擾的傳播途徑，減小裝置直接連線的接地環路帶來的訊號失真，可以提高在PLC/DCS控制系統中模擬量控制模組每一路訊號供電電源安全性、穩定性和相對獨立性，這樣便可以降低因為雷擊過電壓等原因可能會造成的模板擊穿或燒燬機率，提高了控制模組的測量精度和4-20MA 模擬量訊號抗工頻電磁干擾的能力，保證了控制系統的安全穩定執行。

3： BM100訊號隔離器

3。1 概述

BM100系列訊號隔離器在工業生產中為增加儀表負載能力並保證連線同一訊號的儀表之間互不干擾，提高電氣安全效能。BM100訊號隔離器將輸入的電壓、電流、電阻或溫度等訊號進行採集、放大、運算、並進行抗干擾處理後，再輸出隔離的電流和電壓訊號，安全的輸送給二次儀表或PLC/DCS使用。

BM100系列訊號隔離器外觀圖

3。2 技術引數

3。3 應用例項

BM100訊號隔離器在變頻器諧波干擾中的應用

某銅鎳礦萬噸鎳冶煉技改擴建工程中，軟化迴圈水泵房，變頻器控制水泵用的是一臺變頻器控制兩臺水泵的控制原理，該變頻器控制設定為三地控制，分別為：就地現場控制箱控制、集中變頻器櫃控制及遠端中控室DCS控制。三地都能實現兩臺水泵的啟停控制，但是變頻器的電流顯示及頻率顯示都無法工作正常，遠端中控室的水泵電流與頻率反饋也就無法工作。遠端中控DCS控制水泵的頻率給定與實際值也存在偏差，有時工作不能正常給定。起初懷疑電流表、頻率表、訊號線及流體介質有問題，更換了所有這些儀表、訊號電纜，並把動力線與訊號控制電纜分開走電纜橋架，故障依然存在。原因是變頻器的高次諧波電流透過輸出電纜向外輻射，傳遞到訊號電纜，引起干擾。如圖2所示。

圖2

解決辦法：將變頻器中電流反饋訊號及頻率反饋訊號分別輸入給訊號隔離器，再把隔離輸出訊號分別輸送給電流表、頻率表及遠端DCS控制室電流與頻率反饋。遠端中控室頻率，給定訊號也進入訊號隔離器然後接至變頻器。遠端中控DCS控制頻率輸入訊號、電流反饋、頻率反饋、電流表及頻率表顯示正常，故障排除。如圖3所示

圖3 訊號隔離器應用示意圖

4：結束語

在PLC/DCS控制系統中加入訊號隔離器的連線方式，解決了控制系統中的干擾問題，目前在冶煉、水處理、化工、火電、工業自動化等多個行業已經批次應用 ，對提高PLC/DCS控制系統測量訊號的精度和系統的安全穩定、可靠執行提供了保障。

參考文獻

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