bộ cách ly tín hiệu là gì
Bộ cách ly tín hiệu chuyển một tín hiệu đo từ mạch này sang mạch khác mà không có kết nối điện giữa hai mạch. Nó được lắp ở nơi hai đầu của một mạch vòng nằm ở các thế đất khác nhau, hoặc ở nơi một tuyến dây dài thu lấy nhiễu mà nếu không sẽ xuất hiện trong phép đo. Bộ cách ly không thay đổi giá trị; nó loại bỏ chính đường dẫn điện mà một dòng lạc sẽ đi theo.
Hai phiên bản thường được cung cấp dưới cùng một tên gọi. Bộ cách ly chỉ truyền tín hiệu từ một thiết bị đã có nguồn nuôi riêng. Bộ phân phối còn cấp nguồn cho thiết bị hiện trường, và đó là điều một bộ truyền hai dây cần, vì nó lấy nguồn trên đúng cặp dây mang tín hiệu của mình. Hai thứ này không thay thế được cho nhau: một bộ truyền hai dây đấu vào một bộ cách ly thường thì đơn giản là không được cấp nguồn, còn một nguồn nuôi riêng biệt đấu vào bộ phân phối sẽ để lại hai nguồn giành nhau trên cùng một mạch vòng.
Việc lựa chọn phụ thuộc vào bốn câu hỏi: thiết bị hiện trường có cần cấp nguồn hay không, dạng tín hiệu đầu vào và đầu ra là gì, đầu ra dẫn được tải bao nhiêu mà vẫn giữ được độ chính xác, và ứng dụng yêu cầu mức cách ly nào. Dạng đầu vào và dạng đầu ra phải được quyết định cùng nhau chứ không lần lượt từng cái, vì một tín hiệu đã cách ly chỉ có thể được tái tạo theo dạng tỷ lệ của tín hiệu gốc.
Cách bộ cách ly tín hiệu đo
Cách ly đạt được bằng cách chuyển tín hiệu qua một rào chắn cách ly mà không dây dẫn nào đi suốt, thường bằng phương tiện từ hoặc quang. Tín hiệu đầu vào được đưa sang một dạng có thể vượt rào chắn, được chuyển qua, rồi được dựng lại ở phía bên dưới dạng cùng một giá trị tỷ lệ. Vì hai bên không dùng chung dây dẫn, một hiệu điện thế giữa chúng không có đường nào để đẩy dòng chạy dọc theo cáp tín hiệu; đó chính là cơ chế mà một vòng đất cộng thêm một độ lệch vào một phép đo vốn dĩ đúng.
Khả năng triệt nhiễu chế độ chung cũng suy ra từ bố trí đó. Một điện áp cảm ứng trên cả hai dây của một cặp đầu vào, chẳng hạn điện áp thu được trong một máng cáp đi chung với một biến tần, sẽ tới đầu nhận dưới dạng một chênh lệch bằng không. Một bộ lọc làm suy giảm tín hiệu như vậy; còn rào chắn cách ly loại bỏ chính con đường khiến nó đi tới phép đo. Đó là lý do một tín hiệu vẫn trôi khi một biến tần gần đó chạy là trường hợp cần bộ cách ly chứ không cần một bộ lọc nặng hơn.
Tầng đầu ra quyết định tín hiệu đã cách ly có thể được nối với cái gì. Một đầu ra dòng dẫn một tải tới một điện trở cho trước, mức đủ bao gồm một thiết bị nhận và đoạn cáp tới nó. Một đầu ra áp là một nguồn nên đòi hỏi tải phải lớn hơn một giá trị tối thiểu chứ không phải nhỏ hơn một giá trị tối đa; một tải nhẹ hơn mức đó đưa đầu ra ra ngoài độ chính xác đã công bố chứ không làm hỏng nó. Cả hai con số đều áp dụng tại độ chính xác mà mô-đun được xếp hạng, chứ không phải như các giới hạn tuyệt đối.
Lựa chọn cấu hình
Phần lớn thông số được quyết định bởi những lựa chọn này chứ không phải bởi cấp chính xác. Mỗi lựa chọn ràng buộc lựa chọn kế tiếp, nên chúng được chốt theo thứ tự.
| Cấu hình | Tùy chọn cần xác định | Nó thực sự quyết định điều gì |
| Bộ cách ly hay bộ phân phối | Cách ly thường, hoặc cách ly kèm một nguồn nuôi cho thiết bị hiện trường | Liệu một bộ truyền hai dây có thể được đấu vào hay không. Điều này do thiết bị hiện trường quyết định, không do sở thích. |
| Dạng đầu vào | Mạch vòng dòng hoặc áp, trên một tập dải đo được xác định | Mô-đun có thể nhận được gì. Một đầu vào áp bị cấu hình thành đầu vào dòng sẽ cho một số đọc thấp chứ không báo hỏng. |
| Dạng tín hiệu đầu ra | Dòng hoặc áp, theo dạng tỷ lệ của đầu vào | Thiết bị nhận trông thấy gì. Trên hầu hết mô-đun, dạng này không đổi được tại hiện trường, nên nó được chốt khi đặt hàng. |
| Cấu hình kênh | Một kênh, một đầu vào với hai đầu ra, hoặc hai kênh độc lập | Liệu một tín hiệu hiện trường phải tới hai nơi nhận hay không, và độ sâu của tủ phải chứa được bao nhiêu mô-đun. |
| Mức cách ly | Điện áp chịu được giữa đầu vào, đầu ra và nguồn | Hiệu điện thế mà mô-đun có thể nằm vắt ngang, tức là thứ mà một vòng đất hoặc một điện áp thử đặt lên nó. |
| Khả năng dẫn tải ở đầu ra | Điện trở tối đa cho một đầu ra dòng, hoặc tối thiểu cho một đầu ra áp | Liệu mô-đun có thể dẫn thiết bị nhận cùng cáp của nó mà vẫn giữ được độ chính xác đã xếp hạng hay không. |
| Bề rộng lắp đặt | Bề rộng chiếm chỗ của mỗi mô-đun trên thanh ray DIN | Bao nhiêu kênh xếp được trong tủ, điều mà trên một nhà máy lớn thường là yếu tố quyết định thay cho bản đặc tả. |
| Đầu nối và nguồn cấp | Cầu đấu dạng cắm, và điện áp nguồn khả dụng trong tủ | Mô-đun có thể được thay nhanh đến mức nào mà không làm xáo trộn đi dây hiện trường, và nó có thể chạy từ nguồn đã có sẵn hay không. |
Cách chọn bộ cách ly tín hiệu
| Yếu tố | Vì sao nó quyết định kết quả | Cách xác định trước khi gửi yêu cầu |
| Thiết bị hiện trường có được cấp nguồn qua chính mạch vòng hay không | Điểm này tách hai phiên bản, và chọn sai sẽ để thiết bị hiện trường không có nguồn hoặc để hai nguồn trên cùng một cặp dây | Nêu loại thiết bị hiện trường và cách nó được cấp nguồn, thay vì chỉ nêu tín hiệu nó sinh ra. |
| Dạng tín hiệu đầu vào và đầu ra | Hai dạng phải được chọn cùng nhau, vì đầu ra chỉ có thể là dạng tỷ lệ của đầu vào | Hãy cho biết tín hiệu nguồn và tín hiệu mà thiết bị nhận mong đợi, theo từng cặp. |
| Tải ở phía nhận | Đầu ra dòng có một tải tối đa còn đầu ra áp có một tải tối thiểu, cả hai đều gắn với con số độ chính xác | Nêu tín hiệu dẫn động cái gì và chiều dài cáp tới đó. |
| Số nơi nhận | Một tín hiệu cần ở hai nơi đòi hỏi một mô-đun hai đầu ra hoặc một bộ truyền thứ hai | Liệt kê mọi thứ phải nhận tín hiệu, kể cả máy ghi và bộ chỉ thị. |
| Yêu cầu cách ly | Điện áp chịu được phải lớn hơn mọi hiệu điện thế mà lắp đặt có thể áp lên nó | Mô tả hai đầu của mạch vòng được nối với cái gì, vì đó là thứ xác định độ chênh. |
| Không gian tủ và thanh ray | Bề rộng mỗi kênh quyết định xếp được bao nhiêu, còn kiểu ray quyết định mô-đun có lắp được hay không | Hãy cho biết chiều dài ray còn lại và số kênh cần lắp. |
| Phân loại khu vực | Một mạch vòng đi vào khu vực nguy hiểm cần thiết bị được chứng nhận cho khu vực đó, điều mà phiên bản tiêu chuẩn không có | Nêu phân loại khu vực và vùng, nếu có, ở phía hiện trường của mạch vòng. |
Con số cách ly là điện áp chịu được, không phải điện áp làm việc. Nó mô tả những gì mô-đun chịu nổi giữa ba cổng của mình, không phải một hiệu điện thế được đặt lên liên tục, và nó không phải một tuyên bố về an toàn điện.
Các lựa chọn thay thế gần nhất
Đây là những loại mà một yêu cầu về bộ cách ly tín hiệu thường hóa ra là, và là điểm mà lựa chọn thực sự được quyết định.
| Loại thay thế gần nhất | Điều gì phân biệt nó với bộ cách ly tín hiệu |
| Bộ chuyển đổi tín hiệu | Bộ chuyển đổi thay đổi dạng hoặc dải của một tín hiệu, chẳng hạn từ cặp nhiệt điện thành 4-20 mA, và nhiều bộ chuyển đổi làm việc đó mà không cách ly. Ở nơi hai đầu của một mạch vòng đã cùng thế, bộ chuyển đổi là câu trả lời nhỏ hơn và rẻ hơn; ở nơi chúng không cùng thế, cách ly mới là chức năng thực sự được mua. |
| Bộ I/O từ xa | Bộ I/O từ xa đưa việc chuyển đổi và việc thu thập tín hiệu ra phía hiện trường và mang các giá trị dưới dạng số, nên nhiều kênh dùng chung một kết nối. Bộ cách ly tác động lên từng mạch vòng một. Trên một lắp đặt mới có bus số, bộ I/O từ xa có thể loại bỏ nhu cầu về các bộ cách ly riêng lẻ; trên một mạch vòng tương tự đã có thì không. |
| Hệ thống PLC | Bộ điều khiển khả trình đọc tín hiệu và tác động lên nó, và một số card đầu vào có sẵn cách ly giữa các kênh. Ở nơi cách ly đó đã có, một mô-đun riêng là thừa; ở nơi card chỉ cách ly với backplane, một vòng đất giữa hai thiết bị hiện trường vẫn là trường hợp cần bộ cách ly. |
| Thiết bị chống xung quá áp | Thiết bị chống xung quá áp chuyển hướng một xung quá áp xuống đất, còn bộ cách ly loại bỏ toàn bộ đường dẫn. Hai thứ mang tính bổ sung hơn là thay thế cho nhau: thiết bị chống xung giới hạn những gì tới được tủ, còn bộ cách ly cắt đứt mạch vòng mà nếu không sẽ mang một hiệu điện thế giữa hai điểm nối đất. |
| Thiết bị nguồn điện | Bộ phân phối vừa cấp nguồn cho thiết bị hiện trường vừa cách ly tín hiệu của nó, và đó là điều một bộ truyền hai dây cần. Một thiết bị nguồn điện thì truyền năng lượng cho một mạch mà không đưa tín hiệu xuyên qua nó. Phân biệt này quan trọng khi một bộ truyền được mô tả là lấy nguồn từ vòng: đó là yêu cầu về bộ phân phối chứ không phải yêu cầu về nguồn. |
Nội dung cần có trong yêu cầu
Phản hồi đầu tiên có thể là một báo giá thay vì một loạt câu hỏi nếu yêu cầu mang theo những thông tin này. Khi không biết một giá trị, hãy gửi mô tả nhiệm vụ và chúng tôi sẽ xác nhận nó ngụ ý điều gì.
- Thiết bị hiện trường, tín hiệu nó sinh ra và việc nó có được cấp nguồn qua mạch vòng hay không
- Tín hiệu mà thiết bị nhận mong đợi, gồm cả dạng và dải đo
- Số kênh, và liệu có tín hiệu nào phải tới hai nơi nhận hay không
- Đầu ra dẫn động cái gì, bao gồm thiết bị nhận và chiều dài cáp
- Điện áp nguồn khả dụng trong tủ
- Hiệu điện thế, hoặc nguồn gốc của vòng đất mà mô-đun có nhiệm vụ cắt đứt
- Mạch vòng có đi vào khu vực nguy hiểm hay không, và vùng đó là vùng nào nếu có
- Chiều dài thanh ray DIN còn lại và số kênh cần lắp
- Các mô-đun có cần thay thế được mà không làm xáo trộn đi dây hiện trường hay không