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新型信号隔离器和安全栅简介

信息时间:2011-03-11 信息来源:西安圣罗蓝电气有限公司

    作为工业现场与控制室仪表之间的信号隔离变送器设备,信号隔离器和安全栅一直发挥着重要的作用,是工业控制系统中重要的组成部分。随着技术的进步,无论是现场的一次仪表,还是控制系统,都发生了变化,信号隔离器和安全栅也需要进一步发展适应更高的要求。北京国电中自电气有限公司总结多年来的实践经验,对产品进行了改进,对隔离器和安全栅的性能进行了提升,以满足市场的需求。新型的隔离器和安全栅在性能和技术指标上都较过去有了更大的进步。

    一、模块化的设计保证对市场的快速响应
    隔离器和安全栅一般由输入信号处理单元、隔离单元、输出信号处理单元、电源等4部份构成。根据信号的流向在输入或输出单元增加本质安全设计,从而构成隔离器和安全栅。
    虽然实际应用中的隔离器和安全栅基本上都是由上述四个单元构成,但输入、输出的类型和数量的不同,组成了种类繁多的型号,为了满足市场的需求,越来越多的型号使得企业的生产负担加重,数量少品种多使得交货周期越来越长,也使得调试检验的成本增加。这些情况已经严重的阻碍了产品的市场推广。针对这种情况,宇通公司通过仔细的分析,采用模块化的设计方法,将隔离器和安全栅划分为七种功能模块,从而比较好的解决了上述问题。模块化的设计方法极大的解决了产品加工、调试、老化、库存的压力,产品的一致性好,质量得到提高。从根本上解决了品种多数量少给生产环节带来的压力,极大的缩短了交货周期。
    二、低功耗设计
    低功耗是电子产品设计永无止境的追求,伴随技术的发展,目前隔离器和安全栅的功耗与过去相比,已经减小许多,性能和技术指标也得到提高。
    产品的功耗是各个功能单元功耗的总和,只有降低各个功能单元的功耗才能使得总得功耗降低,增加产品的热稳定性和寿命。隔离器和安全栅由输入、输出、隔离、电源、安全等单元构成,其中安全单元是无源的限压限流网络,技术上进行低功耗改进的可能性非常小。主要在输入、输出、电源、隔离四个单元进行技术改进。
    1、 输出单元模块的自适应负载技术
    输出模块可以根据负载的大小动态调整输出模块的输出功率,从而减少自身的发热。传统的负载设计是根据额定负载的大小设计输出功率,当输出负载非常小时,多余的负载功率就耗散在仪表内部,从而时仪表自身发热。假设一台隔离器的输出负载设计为750欧姆,那么输出驱动功率一般设计为0.5W。如果在实际应用中此隔离器的负载使用在50欧姆的环境下,那么就有 0.5W – 0.02W = 0.48W的功率转换为仪表自身的发热。如果时多路输出将产生更多的热量,而降低输出模块的额定功率在实际应用中又难以应付市场的复杂状况。
    自适应负载技术很好的解决了这个矛盾,此技术的原理图示如下:
    下表是对比的测试数据:
    测试条件:电源24DC;负载变化 50欧姆~750欧姆
      
    模块的耗散功率(50Ω)               320mW                        10mW
      模块的耗散功率(250Ω)              220mW                        10mW
      模块的耗散功率(500Ω)              120mW                        10mW
      模块的耗散功率(750Ω)              20mW                         10mW
    从上表可以看到:自适应负载技术使得模块的耗散功率是恒定在一个很低的水平,不会受到负载变化的影响。
    负荷检测可以根据负载的大小调整输出功率,极大的减少了输出模块的发热,用户在定货时无须说明负载大小,极大的方便了用户的使用和缓解了库存压力。
    2、 隔离单元模块的低功耗改进
    隔离单元是决定产品技术指标的重要单元。
    目前隔离技术主要有磁隔离与光隔离两大类。隔离电路形式有直接调制耦合,反馈调制耦合等多种形式,具体采用什么形式要根据产品的技术指标而定。 总的来讲可以大致
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