一。 PLC數字量輸入口用光耦進行光電隔離,數字量輸出口也用光耦或繼電器進行了邏輯側與現場側的隔離,但模擬量輸入模塊是沒有信號隔離措施的,竄入的干擾會影響PLC對數據的采集,甚至損壞PLC,而且連續的模擬量比離散的數字量更易受到干擾。
當您在樣機開發調試中,發現工程量測量誤差較大時,建議增加模擬量信號隔離器,以作為對抗干擾的一種手段。在PLC控制系統中,會連接多種執行器和傳感器,無法保證各設備的信號參考電位相等,會因接地參考電位的差異而產生信號偏差和引入干擾,同時變頻器、伺服驅動器、大功率三相電機會造成高幅值的干擾脈沖,為此,必須用電磁隔離、光電隔離、調制隔離等方法,切斷干擾耦合通道,提前濾除高頻干擾成份,信號隔離器就是具備將輸入、輸出及電源進行電氣隔離的器件,除能保證信號線性傳輸,還能舍車保帥,以確保PLC本身不受竄入高壓的損壞。
信號隔離器可隔離來自變送器的模擬量,為PLC提供與現場側電氣隔離的模擬輸入信號,當然也可以隔離PLC模擬量輸出模塊的信號,為現場側變頻器、執行機構等提供與PLC隔離的控制信號。本文主要關注的是變送器和PLC模擬量輸入模塊之間的信號隔離問題。
二。 信號隔離器分有源和無源兩大類,先介紹有源信號隔離器的使用。因4~20mA的電流信號,比較適合傳送遠程的物理量信號,且便于能量變送,工控領域用電流信號作為工程量測控載體的情形較多,因此,本文均以4~20mA作為輸入、輸出信號來討論,且以工程中常用的壓力變送器和溫度變送器來舉例。
1.用來隔離二線制壓力變送器
二線制變送器的二根線既向現場變送器供電,又輸出4~20mA電流信號,選用隔離器時,建議選帶有DC24V配電的隔離器,如圖一所示,連接方便,但隔離器要用單獨電源供電。這類隔離器上印有接線圖,輸入端子有24V標識或電壓范圍標識,注意與通用類型的區別。
2.有配電功能的隔離器,一般都是用于二線制變送器的,更為常見的是隔離器無配電功能,既可用于二線制變送器,也可以和四線制或三線制的變送器配接,此時均需要給變送器提供獨立的電源。如圖二、圖三所示。
3.無源隔離器與變送器的連接
無源信號隔離器一般從輸入側回路獲取能量,不設獨立電源接口,因此其輸入的信號必須是有源的,三線制、四線制變送器輸出的是有源信號,可與無源隔離器輸入端直接連接,而二線制的變送器需要串接24VDC電源后,才能與無源隔離器輸入端對接。比較高端一點的變送器會自帶隔離電路,無需再用信號隔離器,不能畫蛇添足;
因不需要獨立電源,臨時添加比較方便,比較適合四線制或三線制有源變送器的使用,參見圖四。其對排查模擬量干擾源,尋找故障原因是很有效的。但其轉換精度一般不如有源信號隔離器,與信號電流提供者的匹配性能難以評估,建議設計時還是采用有源型的,除非你有成功使用的案例可參考。
審核編輯 :李倩
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原文標題:PLC系統中模擬信號抗干擾措施
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