信号隔離器的作(zuò)用和必要性

:系統産生幹擾的原因 
在工業生産過程中實現(xiàn)監視(shì)和控制需要用到各種自動化儀表、控制系統和執行機構,它們之間的(de)信号傳輸既(jì)有微弱到毫伏級(jí)、毫安級的(de)小信号;有有幾十伏,甚至(zhì)數千伏、數百安培的大信号(hào);既有低頻直流信号,也有高頻脈沖信号等等,構成系統後往往發現在儀表和(hé)設備之間傳輸相互幹(gàn)擾,造成系統不穩定甚至誤操作.出現這種情況(kuàng)除了每個儀表(biǎo)、設備本身的性能原因如抗電磁幹(gàn)擾影響外,還有一個(gè)十分重要(yào)的原因就是各種儀器設備根(gēn)據要求和目的都需要接地,例如爲了安全,機殼(ké)需要接大地;爲了使電路正常工作,系統要(yào)有公共參考點;爲了抑制幹擾(rǎo)加屏蔽罩,屏蔽罩也需要接地.但是由于儀表和設備之間的參考點之(zhī)間存在電勢差(chà)(也就是各設備的共地點(diǎn)不同)因而(ér)形成“地環流”、“接地環路”問題是(shì)在系統信号處理過程(chéng)中必須要解決的問題.如圖1所示,A爲被測信号的接地點,B爲(wèi)測試系統的接地點.這樣就形成由A地經(jīng)信号線到測試系統(tǒng),在通(tōng)入B地,并由此地進入大地(dì)回到A點,就(jiù)形成(chéng)地環流.地環(huán)流地測試信号形(xíng)成幹擾,當(dāng)環流很大時,至使A,B兩點出現很高的共摸噪聲電壓,并通過分(fèn)布參數耦合到信号線,或直接連(lián)接到電平信号線上,将産生很大(dà)的串模幹擾,甚至損壞接口電路及設備.因此,不可掉以輕心,必須嚴加防範! 
（2）：自(zì)然幹擾 
雷電是一種主要的自然幹擾源，雷電産生的幹擾可以傳輸(shū)到數(shù)千公裏以外的地方。雷電幹擾的時域波(bō)形是疊加在一竄随機脈沖背景上的一個(gè)大尖峰脈沖。宇宙噪聲是電離輻射産生的，在一(yī)天中不斷(duàn)變化。太陽噪聲則随着太陽活(huó)動情況劇(jù)烈變化。自然界噪聲主要會對通信造成幹擾而雷電能量尖峰脈(mò)沖可以對很多設備造成損壞，應該加以避免或降(jiàng)低損壞程度，減少損失。 
（3）：人(rén)爲幹擾 
電磁幹擾産(chǎn)生的(de)根本原因是導體中有電(diàn)壓或電流(liú)的變化，即較大的dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能夠使導體産生電磁波(bō)輻(fú)射。一方面，人們可以利用這一特點實現特定功能(néng)，例(lì)如，無線(xiàn)通信(xìn)、雷達或其他功能，另一方(fāng)面，電子設備在工作時，由于導體中(zhōng)的dv/dt或di/dt會産生伴随電磁輻射。無論主觀上出于什麽目(mù)的，客觀上對(duì)電磁環境造成了污染。還有(yǒu)工廠企業在(zài)生産過程中會經常有一些大型的(de)設備（電機、變頻器等）頻繁開關，它們(men)也會造成一些容性、感性的幹擾，也将影響儀器儀表正常顯示或采集(jí)。凡是(shì)有電壓電流突(tū)變的(de)場(chǎng)合，肯定會有電磁幹擾(rǎo)存在。數字脈電路就(jiù)是一種典(diǎn)型的幹擾源。随着電子技術的廣泛應用，電磁污染情況會越來越嚴重。 
2：解決各種幹擾的方法 
首先幹擾的三要素(sù)是幹擾(rǎo)源、敏感源(yuán)和耦合路(lù)徑，這三(sān)要素缺少一個，電磁兼容問題都(dōu)不(bú)會存。因此要從這(zhè)三要素入手。找出更方便的解決辦(bàn)法，一般幹擾源和敏感源是沒辦法(fǎ)解決的，通常是(shì)從耦合路徑想辦法，也是比較常用(yòng)的辦法。如(rú)加屏(píng)蔽、加(jiā)濾波等手段。而處理地環流是常見(jiàn)也很麻煩，現在以此爲探讨話題。 
（1）*種方法(fǎ)：所有(yǒu)現場設(shè)備不接地，使所有(yǒu)過程環路隻有(yǒu)一個接地點，不能形成回路，這種方法看似簡單。但(dàn)實際應用中往往很難實現，因爲某些設備要(yào)求必須接地才(cái)能保證測量精度或人身安全(quán)，某些設備可能因爲(wèi)長期遭到(dào)腐蝕和磨損後(hòu)或(huò)氣候影響而(ér)形成(chéng)新的接地點。 
（2）第二種方法(fǎ)：使兩接地點的電勢相同（使V1=V2），但由于接地的電阻受地質條件及氣候變(biàn)化等衆多因素的影響，這(zhè)種方法其實在(zài)實際中也無法完做到。 
（3）第三種方法：在各個過程環節中使用(yòng)信号(hào)隔離器，斷開過程環路，同時 又不影(yǐng)響過程信号的正(zhèng)常傳輸，從而*解決(jué)地環(huán)路的問題 
在各個過程環路中(zhōng)使用信号隔(gé)離辦法可以用DCS或(huò)PLC等隔離卡件或者(zhě)現場帶的隔離的變送器（分設備(bèi)可以做到(dào)），也可以用信号隔離器來實現。比較起來，用信号隔離器有以下優點： 
絕大部分情(qíng)況，采用信号隔離器+非隔離卡件比采用隔離卡件便宜 
信号隔離器比隔離(lí)卡件在隔離能(néng)力、抗電磁幹擾等方面(miàn)性能更加* 
信号隔離器應用靈活，而且它還有信号(hào)轉換和信号分配(pèi)及接口轉換等功能，使用起來(lái)更加方便 
信号隔離器通常有單通道、雙通道、通道間相互*獨立，構成系統的配置、日常維護(hù)更加方便