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  回路供电型隔离变送器T1100L-F在PLC和DCS系统中的应用         ★★★
回路供电型隔离变送器T1100L-F在PLC和DCS系统中的应用
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[ 作者:网络    转贴自:网络转载    点击数:191    更新时间:2014/6/2    文章录入:admin ]

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一、引言

行业预测DCS和PLC系统年规模2011年将达数百亿的规模,PLC&DCS已经广泛应用于于电力、化工、石油石化、造纸、建材、市政、冶金等行业。DCS 和PLC 系统中信号采集部分常见的接线方式一般有三种:二线制、三线制和四线制。两线制与三线制 (一根正电源线,一根信号线,一根为电源和信号共GND线) 和四线制(两根正负电源线,两根信号线)相比,两线制具有无可比拟的优点,如下:

1、不易受寄生热电偶和沿电线电阻压降和温漂的影响,可用非常便宜的更细的导线,可节省大量电缆线和安装费用;

2、在电流源输出电阻足够大时,经磁场耦合感应到导线环路内的电压,不会产生显著影响,因为干扰源引起的电流极小,一般利用双绞线就能降低干扰;

3、电容性干扰会导致接收器电阻有关误差,对于4~20mA两线制环路,接收器电阻通常为250Ω(取样Uout=1~5V)这个电阻小到不足以产生显著误差,因此,可以允许的电线长度比电压遥测系统更长更远;

4、各个单台示读装置或记录装置可以在电线长度不等的不同通道间进行换接,不因电线长度的不等而造成精度的差异,实现分散采集,分散式采集的好处就是:分散采集,集中控制....

5、将4mA用于零电平,使判断开路与短路或传感器损坏(0mA状态)十分方便。

6、在两线输出口非常容易增设一两只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷。

正是基于二线制的以上优点,让二线制广泛应用于DCS 和PLC 检测和控制系统中,有逐步替代三线制和四线制的趋势。在这种趋势下,行业中大量出现了二线制变送器和仪表,PLC 和DCS 系统的I/O 接收端也大多自带了电源,传统的隔离器由于自带了电源这样就导致了和DCS\PLC 系统电源的冲突,这时就提出了对回路供电的隔离器的需求,市场上满足回路供电的隔离器的一般采用DIN35 导轨安装,体积相对都很大、价格昂贵、集成度低,不能直接焊接在PCB 板上,也不能实现模块化安装等缺点。而金升阳无源隔离变送器模块T1100L-F模块提供了如上问题的高效解决方案。

二、T1100L-F产品的介绍

T1100L-F 隔离变送器,是一种两线制回路供电的隔离模块。可以通过输入回路供电或输出回路供电两种方式,给前级两线制设备供电,并接收来自两线制设备输出的0/4~20mA电流信号隔离传输到后端DCS和PLC 。本产品采用独有的电磁隔离模式及高效能回路窃电技术,有效地解决了电流信号隔离对供电电源的依赖问题,实现标准信号0/4~20mA精准隔离传送,可与各种仪表的模拟量输入端口(如PLC、DCS系统等)相匹配;输入端带有过流保护功能,更加有效地保护模块及后级电路;除此之外,本模块具有极佳的温漂特性(在-25℃~+71℃工作温度范围内温漂小于35PPM/℃),输入和输出两端能承受3KVDC的隔离电压。

相对于市面上的隔离器具有更小的体积、更低廉的成本、更高的集成度,可以直接焊接在PCB 板上,大大简化了信号采集和控制系统的设计和安装,提高了系统整体可靠性。

产品特点:

● 回路供电,带过流保护

● 高精度等级(0.1% F.S.)

● 高线性度(0.1% F.S.)

● 高隔离(输入、输出两端间3KVDC/60s)

● 极低温漂(35PPM/℃)

● 工业级(工作温度范围:-25℃~71℃)

● 产品性能可靠(MTBF>50万小时) 图一 产品实物图

三、T1100L-F的原理框图介绍

T1100L-F的原理框图介绍

T1100L-F主要由六个部分组成:过流保护电路,输入信号处理电路,振荡电路,调制电路,解调电路以及信号输出电路构成,其结构框图如图二。由于模块采用了独有磁电隔离技术,使得信号输入和输出之间具有很高的隔离电压(3KVDC),并且还具有高线性度、高精度的特点,产品本身不需要独立的电源来给它供电,它是采用信号处理电路的电能来工作的,即所谓回路窃电技术。

T1100L-F主要工作原理:回路中串接的电源提供的电流信号首先经过过流保护电路,它将电路工作电流限制在30mA以内,可有效保护保护模块及后级电路电压不至于过高,然后通过半导体元器件调制变换,使直流电流信号得以通过信号隔离变压器隔离传送,最后通过解调和输出信号处理电路处理后精准的还原为原直流电流信号输出到后端设备,后端设备靠采集回路中电流信号能量来工作,无需独立电源供电。

四、T1100L-F 在DCS 和PLC 系统中的应用

1.应用于DCS和PLC 信号检测回路中

在 DCS 和PLC 系统信号检测回路中,往往由于信号检测设备距离控制室的距离非常远,为了节省电缆和安装维护成本大量采用二线制仪表,这就需要满足回路供电技术的隔离器。在这样的检测回路中,隔离器和二线制变送器本身没有独立的供电线路,检测回路供电全部由PLC 和DCS 系统I/O模块自带的电源或者串接在回路中的独立电源提供。金升阳隔离变送器模块T1100L-F模块满足了上述要求并提供了输入回路供电和输出回路供电两种解决方案,用户可以根据需要灵活选取供电方式,如下:

应用于DCS和PLC 信号检测回路中

应用于DCS和PLC 信号检测回路中

注:图五中变送器电源地和信号地共地可实现三线制应用。

2.应用于DCS和PLC 控制回路中

DCS和PLC控制器输出的控制信号(0/4~20mA)输出到执行结构过程中往往由于地电势等干扰导致控制信号不稳定从而引起执行结构的误操作等严重事故。T1100L-F可有效滤除这些共模干扰保证系统可靠稳定运行,同时它满足二线制回路供电的要求,安装简便,可以节省大量电缆和安装维护成本。解决方案框图如下:

解决方案框图

五、小结

金升阳无源回路供电隔离变送器模块T1100L-F 满足二线制回路供电要求,并且供电方式灵活提供输入回路和输出回路供电两种供电方式供选择,能够有效的隔离信号传输过程中地电势差干扰等共模干扰减少信号的扰动,并且具有模块化小体积、高线性度、高精度、高集成度、低温漂、高隔离电压,提供了高可靠高效率的信号采集和信号控制回路的解决方案。

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