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實現(xiàn)信號無失真的隔離遠傳
如右圖:PLC為工業(yè)控制器,RL為PLC
輸入端電流環(huán)上的采樣電阻,SI為兩線制
流量變送器,輸出4-20mA電流信號,+24V
是為變送器供電的工業(yè)直流電源.K2200P
是無源隔離模塊,輸入輸出端分別夸接TVS
管為傳輸線上承受雷擊的瞬間能量提供回
路,保護無源模塊和變送器免受破壞.
實際應(yīng)用中流量變送器是安裝于現(xiàn)場
管道側(cè),PLC安裝于控制室或者控制柜中,
由于兩者之間存在安裝距離,PLC和變送器
不可能擁有相同的接地點.由于現(xiàn)場壞境比
較惡劣,變送器所處環(huán)境由于漏電,靜電,感
應(yīng)電等因素使PLC的地A和變送器的地B存在一定的電勢差.如果變送器的信號與PLC直接連接則兩個地間的電勢差會通過連接線形成回路,該回路電流直接疊加在4-20mA信號上形成對信號的干擾,輕則使PLC數(shù)據(jù)采集存在很大誤差,重則使PLC控制輸出誤操作造成嚴重事故.
解決這一問題的最好方案就是在變送器信號輸出端串入一只4-20mA無源隔離模塊,隔離模塊作用是使4-20mA有用信號能順利通過而阻隔兩不同電勢接地點的回路,徹底解決共地環(huán)路干擾問題.
隔離模塊驅(qū)動能力的計算
因為滿度信號是20mA,一般來說適應(yīng)20mA點的負載也同樣適應(yīng)<20mA信號.因此驅(qū)動能力的計算都以20mA來計算.按行業(yè)標準,一般情況下變送器的驅(qū)動能力是20mA信號下的500歐姆.無源隔離模塊在工作過程中不可能達到100%的效率,需要損耗20mA信號下的3V電壓相當于150歐姆,則最終隔離后驅(qū)動能力為500歐姆減去150歐姆等于350歐姆.實際應(yīng)用中采樣電阻通常取250歐姆,則最終允許遠傳線長的阻抗為350歐姆減去250歐姆得到100歐姆.這個值在實際應(yīng)用中是遠遠滿足要求的.
增強驅(qū)動能力的實現(xiàn)
假如PLC的采樣電阻是確定的500歐姆而不是250歐姆,如上的方案就不能滿足要求,則有兩種方案能夠解決這個問題.
①選擇驅(qū)動能力>650歐姆的變送器,同理如上計算勉強滿足驅(qū)動能力.
②于前級串入隔離電源,如上計算,要滿足后級500歐姆的驅(qū)動能力需要串入的電壓是150歐姆乘20毫安等于3V,剛好是補償隔離模塊造成的電壓損耗.同理可串入更高的電壓以或得較強的驅(qū)動能力.需要注意的是電流環(huán)是充許短路的,為避免意外環(huán)路短路損壞器件,選用的隔離DCDC最好選用有限流和短路保護的產(chǎn)品,如需了解更多請進入我們的電源系列.
外接元件的選型
該應(yīng)用中需要外接幾只電子元件,為使該電路正常工作,必須選擇適合的器件.
①采樣電阻的選型
采樣電阻的精度和穩(wěn)定性直接影響到信號的采樣精度和穩(wěn)定性,因些該器件應(yīng)該選擇高精度低溫度漂移規(guī)格的電阻,功率最好不小于1/4W.
②TVS管的選型
TVS管在電路中起到保護電路以防瞬間高壓沖擊的作用,推薦選擇30V的系列.
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