信號隔離器的功能及工作原理
信號隔離器工作原理： 首先將變送器或儀表的信號，通過半導(dǎo)體器件調(diào)制變換，然后通過光感或磁感器件進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換，然后再進(jìn)行解調(diào)變換回隔離前原信號，同時(shí)對隔離后信號的供電電源進(jìn)行隔離處理。保證變換后的信號、電源、地之間獨(dú)立。
信號隔離器功能：
一：保護(hù)下級的控制回路。
二：消弱環(huán)境噪聲對測試電路的影響。
三：抑制公共接接接接地、變頻器、電磁閥及不明脈沖對設(shè)備的干擾；同時(shí)對下級設(shè)備具有限壓、額流的功能是變送器、儀表、變頻器、電磁閥PLC/DCS輸入輸出輸出輸出輸出及通訊接接接接口的忠實(shí)防護(hù)。
信號隔離器的主要類型
隔離器： 工業(yè)生產(chǎn)中為增加儀表負(fù)載能力并保證連接接接接同一信號的儀表之間互不干擾，提高電氣安全性能。需要將輸入的電壓、電流或頻率、電阻等信號進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算、和進(jìn)行抗干擾處理后，再輸出輸出輸出輸出隔離的電流和電壓信號，安全的送給二次儀表或plcdcs使用。
配電器： 工業(yè)現(xiàn)場一般需要采用兩線制傳輸方式，既要為變送器等一次儀表提供24V配電電源，同時(shí)又要對輸入的電流信號進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算、和進(jìn)行抗干擾處理后，再輸出輸出輸出輸出隔離的電流和電壓信號，供后面的二次儀表或其它儀表使用。
安全柵： 一些特殊的工業(yè)現(xiàn)場（如燃?xì)夤竞突S）不但需要兩線制傳輸，既提供配電電源又有信號隔離功能，同時(shí)還需要具有安全火花防爆的性能，可靠地遏制電源功率、防止電源、信號及地之間的點(diǎn)火，限流、降壓雙重限制信號及電源回路，把進(jìn)入危險(xiǎn)場所的能量限制在安全定額范圍內(nèi)。
一、定義
1.信號隔離器（Isolator）：一般指弱電系統(tǒng)中的信號隔離器，保護(hù)下級信號系統(tǒng)不受上級系統(tǒng)影響和干擾。
2.信號隔離安全柵（SafetyBarrier）：接在本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路之間。將供給本質(zhì)安全電路的電壓或電流限制在一定安全范圍內(nèi)的裝置。安全柵是一種統(tǒng)稱，分為齊納式安全柵和隔離式安全柵，隔離式安全柵簡稱隔離柵。
二、工作原理
1.信號隔離器工作原理：
首先將變送器或儀表的信號，通過半導(dǎo)體件調(diào)制變換，然后通過光感或磁感器件進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換，然后再進(jìn)行解調(diào)變換回隔離前原信號，同時(shí)對隔離后信號的供電電源進(jìn)行隔離處理。保證變換后的信號、電源、地之間絕對獨(dú)立。
2.齊納式安全柵的工作原理：
安全柵的主要功能就是限制安全場所的危險(xiǎn)能力進(jìn)入危險(xiǎn)場所，及限制送往危險(xiǎn)場所的電壓和電流。
齊納管Z用于限制電壓。當(dāng)回路電壓接近安全限壓值時(shí)，齊納管導(dǎo)通，使齊納管兩端的電壓始終保持在安全限值以下。電阻R用于限制電流。當(dāng)電壓被限制后，適當(dāng)選擇電阻值，可將回路電流限制在安全限流值以下。
保險(xiǎn)絲F的作用是防止因齊納管被長時(shí)間流過的大電流燒斷而導(dǎo)致回路限壓失效。當(dāng)超過安全限壓值的電壓加在回路上時(shí)，齊納管導(dǎo)通，如果沒有保險(xiǎn)絲，流經(jīng)齊納管的電流將無限上升，最終燒斷齊納管，使賄賂失去限壓。為確保賄賂限壓安全，保險(xiǎn)絲的熔斷速度要比齊納管可能被燒斷的速度快十倍。
3.隔離式信號隔離安全柵的工作原理：
與齊納安全柵相比，隔離式安全柵除具有限壓與限流的作用外，還帶有電流隔離的功能。隔離柵通常由回路限能單元、電流隔離單元和信號處理單元三部分組成?；芈废弈軉卧獮榘踩珫诺暮诵牟糠帧４送?，輔助有用于驅(qū)動現(xiàn)場儀表的賄賂供電電路和用于儀表信號采集的檢測電路。信號處理單元根據(jù)安全柵的功能要求進(jìn)行信號處理。
三、功能與優(yōu)點(diǎn)
1.信號隔離器功能
保護(hù)下級控制回路。
消弱環(huán)境噪聲對測試電路的影響。
抑制公共接地、變頻器、電磁閥及不明脈沖對設(shè)備的干擾；同時(shí)對下級設(shè)備具有限壓、額流的功能是變送器、儀表、變頻器、電磁閥、PLC/DCS輸入輸出及通訊接口的忠實(shí)防護(hù)。
2.隔離式安全柵
采用了將輸入、輸出及電源三方之間相互電氣隔離的電路結(jié)構(gòu)，同時(shí)符合本安型限制能量的要求。與齊納式安全柵相比，雖然價(jià)格較貴，但它性能上的突出優(yōu)點(diǎn)卻為用戶應(yīng)用帶來了更大的受益：
由于采用了三方隔離方式，因此無需系統(tǒng)接地線路，給設(shè)計(jì)及現(xiàn)場施工帶來極大方便。
對危險(xiǎn)區(qū)的儀表要求大幅度降低，現(xiàn)場無需采用隔離式儀表。
由于信號線路無需共地，使得檢測和控制回路信號的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強(qiáng)，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
隔離式安全柵具備更強(qiáng)的輸入信號處理能力，能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等信號，這個(gè)齊納式安全柵所無法做到的。
隔離式安全柵可輸出兩路相互隔離的信號，以提供給使用同一信號源的兩臺設(shè)備使用，并保證兩臺設(shè)備信號不相互干擾，同時(shí)提高所連接設(shè)備相互之間的電氣安全絕緣性能。
隔離器：工業(yè)生產(chǎn)中為增加儀表負(fù)載能力并保證連接同一信號的儀表之間互不干擾，提高電氣安全性能。需要將輸入的電壓、電流或頻率、電阻等信號進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算、和進(jìn)行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號，安全的送給二次儀表或plcdcs使用。
配電器：工業(yè)現(xiàn)場一般需要采用兩線制傳輸方式，既要為變送器等一次儀表提供24V配電電源，同時(shí)又要對輸入的電流信號進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算、和進(jìn)行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號，供后面的二次儀表或其它儀表使用。
安全柵：一些特殊的工業(yè)現(xiàn)場（如燃?xì)夤竞突S）不但需要兩線制傳輸，既提供配電電源又有信號隔離功能，同時(shí)還需要具有安全火花防爆的性能，可靠地遏制電源功率、防止電源、信號及地之間的點(diǎn)火，限流、降壓雙重限制信號及電源回路，把進(jìn)入危險(xiǎn)場所的能量限制在安全定額范圍內(nèi)。
信號隔離器安裝維護(hù)應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？
由于生產(chǎn)廠家不同，對隔離器的生產(chǎn)工藝、接線定義也不都相同，但使用場合基本相同，所以對產(chǎn)品的防護(hù)要求及維護(hù)基本相同。
1．使用前應(yīng)詳細(xì)閱讀說明書。
2．作為信號隔離使用時(shí)，應(yīng)將輸入端串入環(huán)路電路中，輸出端接取樣回路。
3．作為隔離配電使用時(shí)，應(yīng)將輸入端串入電源電路中，輸出端接變送器。
4．若不正常工作應(yīng)先檢查接線是否正確，注意電源有無及極性反正。
為什么有時(shí)PLC接收到的現(xiàn)場信號誤差大且穩(wěn)定性差？
造成這種現(xiàn)象的原因很多，不同儀表信號參考點(diǎn)之間的電位差是重要因素。由于這個(gè)"電位差"造成儀表信號之間產(chǎn)生干擾電流，致使PLC誤差大且穩(wěn)定性差。所以不同設(shè)備、儀表的信號有一個(gè)共同的參考點(diǎn)是較佳狀況。隔離器使輸入/輸出電氣上完全隔離，在PLC模擬接口板形成共同的參考點(diǎn)，達(dá)到理想狀況問題就解決了。
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