隔离器/隔离变送器是如何解决PLC、DCS系统中干扰问题本文详细的讲述了隔离器/隔离变送器是如何解决PLC、DCS系统中干扰问题的，也说明了隔离变送器/隔离器在工业控制，工控领域，信号采集系统，远距离传输，恶劣的工业现场及干扰环境中的起到举足重轻的隔离作用，那么下面我们一起来了解和学习下隔离变送器/隔离器的在PLC、DCS系统中的应用。如有不足之处请多多指教。1、概述：随着现代科学技术的发展，PLC、DCS系统在工业控制中或工业自动化的应用越来越广泛。PLC、DCS控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和系统的稳定运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键所在。工业自动化系统中所使用的各种类型PLC、DCS系统，有的是集中安装在控制室，也有的是安装在生产现场以及各种电机设备上，PLC、DCS系统它们大多处于强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC、DCS控制系统可靠性，设计人员在设计时只有预先了解各种干扰才能有效保证系统稳定可靠的运行。 2、电磁干扰源及对系统的干扰 影响PLC、DCS控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备中的干扰源基本是一样的，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。 干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同来进行划分。按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地面的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压送加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器供电室或控制室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件或设备损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指用于信号两极间得干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响信号的测量与控制精度。 (1)来自空间的辐射干扰 空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若PLC、DCS系统置于射频场内，就回收到辐射干扰，影响主要通过两条路径；一是直接对PLC、DCS内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对PLC、DCS通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是和频率有关，一般通过设置屏蔽电缆线和PLC、DCS系统局部屏蔽及高压泄放元件来进行保护。 (2)来自系统外引线的干扰主要通过工作电源和信号线引入，通常称为“传导干扰。”这种干扰在我国工业现场较为严重。 (3)来自电源系统的干扰 实践证明，因电源引入的干扰造成PLC、DCS控制系统故障的情况很多，在某工程调试中，后更换隔离性能更高的PLC及DCS电源后，问题才得到完全解决。 PLC、DCS系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，开关操作时产生的浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传输到电源边。PLC、DCS电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不是十分的理想。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，绝对隔离是不可能的。 (4)来自信号线引入的干扰 与PLC、DCS的控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信号之外，总会有外部干扰信号串入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器或共用信号仪器仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽略；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将损坏元器件。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误操作，以即死机。PLC、DCS控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重，由此引起系统故障的情况也很多。 (5)来自接地系统混乱时的干扰 接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰，干扰使PLC、DCS系统将无法正常工作。PLC、DCS控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC、DCS系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态加雷击时，地线电流将更大。 此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC、DCS内逻辑电路和模拟量电路的正常工作。PLC、DCS工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC、DCS的逻辑运算和数据存储，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。 (6)来自PLC、DCS系统内部的干扰 主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容，比较复杂，作为应用部门是无法改变，可不必过多考虑，但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。 4．怎样才能更好，更简单解决PLC、DCS系统干扰？ 1）选用隔离性能较好的设备、选用优良的电源、动力线和信号线布线要更加合理等等，能解决干扰，但是比较烦琐、不易操作而且成本比较高。 2）利用信号隔离变送器这种产品解决干扰问题。只要在有干扰的地方，输入端和输出端中间加设上这种隔离变送器产品，就可有效解决干扰问题。 5．为什么解决PLC、DCS系统干扰首选信号隔离变送器呢？ 1）使用简单方便、可靠，成本低廉。 2）可大量减轻设计人员、系统调试人员的工作量，即使非常复杂的系统在普通的设计人员手里，也会变的非常简单。6．信号隔离变送器工作原理是什么？ 首先将PLC、DCS系统接收的信号，通过半导体器件调制变换，然后通过光感或磁感元器件进行隔离变换，然后再进行解调变换回隔离前原信号或不同信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。 7.现在市场有那么多品牌的隔离变送器，价格参差不齐，该怎么选择呢？ 隔离变送器位于二个系统通道之间，所以选择隔离变送器/隔离器首先要确定输入输出功能，同时要使隔离器输入输出模式（电压型、电流型、环路供电型等）适应前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑绝缘强度﹑总线通讯功能等许多重要参数涉及产品性能，像PLC，DCS系统使用的隔离变送器要具备抗EMC电磁干扰能力，具有高隔离耐压，高精度等级，远距离无失真传输，体种小，功耗小，安装方便，适用，可靠的隔离器产品，而深圳市捷晟科技有限公司研发的隔离变送器产品完全具有以上功能。是你在PLC，DCS系统用于隔离，变换及放大不可缺少的优质产品之一。像我公司的的高精度无源4-20mA隔离变送器/高精度无源4-20mA隔离放大器/高精度模拟量隔离变送器广泛应用于工业控制现场及控制室，更多隔离变送器/隔离放大器技术资料：请访问http://www.jsd-iae.com 主栏目下的“产品展示”及“资料下载”里。隔离器/隔离变送器实物图：
