Czym jest izolator sygnału
Izolator sygnału przekazuje sygnał pomiarowy z jednego obwodu do drugiego bez połączenia elektrycznego między nimi. Jest montowany tam, gdzie dwa końce pętli znajdują się na różnych potencjałach uziemienia lub gdzie długi kabel zbiera zakłócenia, które w przeciwnym razie pojawiłyby się w odczycie. Izolator nie zmienia wartości - usuwa ścieżkę przewodzącą, którą płynąłby prąd upływu.
Dwie wersje są powszechnie dostarczane pod tą samą nazwą. Izolator przekazuje sygnał z urządzenia, które ma własne zasilanie. Separator dodatkowo zasila urządzenie polowe, co jest potrzebne przetwornikowi dwuprzewodowemu, ponieważ pobiera zasilanie z tej samej pary, która przenosi jego sygnał. Te dwa nie są wymienne: przetwornik dwuprzewodowy podłączony do zwykłego izolatora jest po prostu niezasilony, a oddzielnie zasilane źródło podłączone do separatora oznacza dwa zasilania walczące o jedną pętlę.
Dobór opiera się na czterech pytaniach: czy urządzenie polowe potrzebuje zasilania, jakie są formy sygnału wejściowego i wyjściowego, jakie obciążenie wyjście może sterować przy zachowaniu dokładności i jaka izolacja jest wymagana przez aplikację. Formy wejścia i wyjścia muszą być ustalone razem, a nie osobno, ponieważ izolowany sygnał może być odtworzony tylko w proporcjonalnej formie oryginału.
Jak izolator sygnału dokonuje pomiaru
Izolacja jest osiągana przez przeniesienie sygnału przez barierę, której żaden przewodnik nie przekracza, zwykle za pomocą środków magnetycznych lub optycznych. Sygnał wejściowy jest konwertowany na formę, która może przekroczyć barierę, przenoszony i odtwarzany po drugiej stronie jako ta sama proporcjonalna wartość. Ponieważ dwie strony nie mają wspólnego przewodnika, różnica potencjałów między nimi nie ma ścieżki, przez którą mogłaby przepłynąć prąd wzdłuż kabla sygnałowego, co jest mechanizmem, przez który pętla uziemienia dodaje offset do odczytu, który w przeciwnym razie jest poprawny.
Odrzucanie zakłóceń wspólnego trybu wynika z tego samego układu. Napięcie indukowane na obu przewodnikach pary wejściowej, takie jak przechwycone w korycie kablowym współdzielonym z napędem, dociera jako różnica zerowa na końcu odbiorczym. Filtr tłumczy taki sygnał; bariera izolacyjna usuwa drogę, którą dotarł do pomiaru w ogóle. Dlatego sygnał, który nadal dryfuje, gdy pobliski napęd działa, jest przypadkiem dla izolatora, a nie dla cięższego filtra.
Stopień wyjściowy decyduje o tym, do czego może być podłączony izolowany sygnał. Wyjście prądowe steruje obciążeniem do określonej rezystancji, co obejmuje przyrząd odbiorczy i kabel do niego. Wyjście napięciowe jest źródłem i dlatego wymaga, aby jego obciążenie było powyżej minimum, a nie poniżej maksimum; obciążenie lżejsze niż to wyprowadza wyjście poza jego określoną dokładność, a nie je uszkadza. Obie wartości dotyczą dokładności, do jakiej moduł jest oceniany, a nie jako wartości bezwzględne.
Konfiguracje
Większość specyfikacji jest ustalana przez te decyzje, a nie przez klasę dokładności. Każda ogranicza następną, dlatego są rozstrzygane po kolei.
| Konfiguracja | Opcje do ustalenia | Co faktycznie rozstrzyga |
| Izolator czy separator | Zwykła izolacja lub izolacja z zasilaniem dla urządzenia polowego | Czy przetwornik dwuprzewodowy może być w ogóle podłączony. Decyduje o tym urządzenie polowe, nie preferencja. |
| Forma wejścia | Pętla prądowa lub napięciowa, w określonym zestawie zakresów | Co moduł może przyjąć. Wejście napięciowe wzięte jako prądowe wydaje się odczytywać nisko, a nie zawodzić. |
| Postać wyjścia | Prąd lub napięcie, w proporcjonalnej formie wejścia | Co widzi sprzęt odbiorczy. Forma nie jest przełączana w terenie na większości modułów, więc jest ustalana przy zamówieniu. |
| Konfiguracja kanałów | Pojedynczy kanał, jedno wejście na dwa wyjścia lub dwa niezależne kanały | Czy jeden sygnał polowy musi dotrzeć do dwóch miejsc docelowych i ile modułów musi pomieścić głębokość szafy. |
| Stopień izolacji | Napięcie wytrzymałościowe między wejściem, wyjściem a zasilaniem | Różnica potencjałów, którą moduł może wytrzymać, co nakłada pętla uziemienia lub napięcie testowe. |
| Zdolność obciążenia wyjścia | Maksymalna rezystancja dla wyjścia prądowego lub minimalna dla wyjścia napięciowego | Czy moduł może sterować przyrządem odbiorczym i jego kablem, utrzymując określoną dokładność. |
| Szerokość montażu | Szerokość na moduł na szynie DIN | Ile kanałów mieści się w szafie, co na dużej instalacji jest często decydującym czynnikiem, a nie specyfikacja. |
| Zakończenie i zasilanie | Wtyczne zaciski i napięcie zasilania dostępne w szafie | Jak szybko moduł może być wymieniony bez zakłócania okablowania polowego i czy może być zasilany z już istniejącego zasilania. |
Jak wybrać izolator sygnału
| Czynnik | Dlaczego rozstrzyga o odpowiedzi | Jak ustalić to przed zapytaniem |
| Czy urządzenie polowe jest zasilane przez pętlę | Rozdziela dwie wersje, a błędne określenie pozostawia urządzenie polowe bez zasilania lub dwa zasilania na jednej parze | Określić typ urządzenia polowego i sposób jego zasilania, a nie tylko sygnał, który wytwarza. |
| Formy sygnału wejściowego i wyjściowego | Muszą być dobrane razem, ponieważ wyjście może być tylko proporcjonalną formą wejścia | Podać sygnał źródłowy i sygnał, którego oczekuje sprzęt odbiorczy, jako parę. |
| Obciążenie odbiorcze | Wyjście prądowe ma maksymalne obciążenie, a wyjście napięciowe minimalne, oba powiązane z wartością dokładności | Określić, co steruje sygnał, i długość kabla do niego. |
| Liczba miejsc docelowych | Sygnał wymagany w dwóch miejscach potrzebuje modułu z dwoma wyjściami lub drugiego przetwornika | Wymienić wszystko, co ma otrzymać sygnał, włączając rejestratory i wskaźniki. |
| Wymóg izolacji | Napięcie wytrzymałościowe musi przekraczać każdą różnicę potencjałów, jaką może nałożyć instalacja | Opisać, do czego są podłączone dwa końce pętli, ponieważ to określa różnicę. |
| Miejsce w szafie i szyna | Szerokość na kanał decyduje o tym, ile się zmieści, a typ szyny o tym, czy moduł w ogóle się montuje | Podać dostępną długość szyny i liczbę kanałów. |
| Klasyfikacja strefy | Pętla wchodząca do strefy niebezpiecznej wymaga sprzętu certyfikowanego do niej, czego wersja standardowa nie zapewnia | Określić klasyfikację strefy i strefę, jeśli istnieje, na końcu polowym pętli. |
Wartość izolacji to napięcie wytrzymałościowe, a nie robocze. Opisuje, co moduł przeżyje między swoimi trzema portami, a nie różnicę potencjałów, która ma być stale stosowana, i nie jest stwierdzeniem o bezpieczeństwie elektrycznym.
Najbliższe alternatywy
To są typy, o które zazwyczaj chodzi w zapytaniu o izolator sygnału, i punkt, w którym wybór jest naprawdę rozstrzygany.
| Najbliższa alternatywa | Co ją odróżnia od izolatora sygnału |
| Konwertery sygnału | Konwerter zmienia formę lub zakres sygnału, taką jak termopara na 4-20 mA, i wiele konwerterów nie izoluje. Tam gdzie dwa końce pętli są już na tym samym potencjale, konwerter jest mniejszą i tańszą odpowiedzią; tam gdzie nie są, izolacja jest funkcją, która jest faktycznie kupowana. |
| Zdalne moduły I/O | Zdalne moduły I/O przenoszą konwersję i akwizycję do pola i przenoszą wartości cyfrowo, więc wiele kanałów dzieli jedno połączenie. Izolator działa na jednej pętli na raz. Na nowej instalacji z magistralą cyfrową zdalne moduły I/O mogą eliminować potrzebę indywidualnych izolatorów; na istniejącej pętli analogowej nie mogą. |
| Systemy PLC | Programowalny sterownik odczytuje sygnał i działa na nim, a niektóre karty wejść mają własną izolację kanał-do-kanału. Tam gdzie ta izolacja już istnieje, oddzielny moduł jest zbędny; tam gdzie karta izoluje tylko względem szyny, pętla uziemienia między dwoma urządzeniami polowymi nadal wymaga izolatora. |
| Ograniczniki przepięć | Ogranicznik odprowadza stan przejściowy do ziemi, a izolator całkowicie usuwa ścieżkę przewodzącą. Te dwa urządzenia są komplementarne, a nie alternatywne: ogranicznik ogranicza to, co dociera do szafy, a izolator przerywa pętlę, która w przeciwnym razie przeniosłaby różnicę potencjałów między dwoma uziemionymi punktami. |
| Zasilacze | Separator zasila urządzenie polowe i jednocześnie izoluje jego sygnał, co jest potrzebne przetwornikowi dwuprzewodowemu. Zasilacz energizuje obwód bez przekazywania sygnału przez niego. Rozróżnienie ma znaczenie, gdy przetwornik jest opisany jako zasilany z pętli: to jest wymaganie separatora, a nie zasilacza. |
Co powinna zawierać wycena
Pierwsza odpowiedź może być wyceną, a nie zestawem pytań, jeśli zapytanie zawiera te informacje. Jeśli wartość nie jest znana, wyślij opis zastosowania, a my potwierdzimy, co implikuje.
- Urządzenie polowe, jaki sygnał wytwarza i czy jest zasilane z pętli
- Sygnał, którego oczekuje sprzęt odbiorczy, jako forma i zakres
- Liczba kanałów i czy którykolwiek sygnał musi dotrzeć do dwóch miejsc docelowych
- Co steruje wyjściem, włączając przyrząd odbiorczy i długość kabla
- Napięcie zasilania dostępne w szafie
- Różnica potencjałów lub źródło pętli uziemienia, którą moduł ma przerwać
- Czy pętla wchodzi do strefy niebezpiecznej i strefa, jeśli tak
- Dostępna długość szyny DIN i liczba kanałów do zamontowania
- Czy moduły mają być wymieniane bez zakłócania okablowania polowego