摘要:本章針對
溫度采集遠(yuǎn)傳系統(tǒng)中應(yīng)用低成本的無源隔離技術(shù)大大提高系統(tǒng)的安全標(biāo)準(zhǔn),使之遠(yuǎn)離潛在威脅,保證系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。
十八世紀(jì)的工業(yè)革命把人類社會帶入飛速發(fā)展階段,隨著社會生產(chǎn)的合作化,各類電子工業(yè)產(chǎn)品在世界的各個角落發(fā)揮著巨大的作用。同時也對各類電子工業(yè)產(chǎn)品的長期工作穩(wěn)定性和突發(fā)干擾的適應(yīng)能力提出了更高的要求。試想假如您設(shè)計(jì)生產(chǎn)的電子工業(yè)產(chǎn)品在千里之外使用,而當(dāng)某些意外的干擾條件形成至使產(chǎn)品處于不可恢復(fù)的損壞狀態(tài),那么這一經(jīng)濟(jì)損失有時是非常嚴(yán)重的,除了產(chǎn)品停止運(yùn)行造成的損失之外,更換維修的代價有時已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過產(chǎn)品本身的價值。因此電子工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)除了能使之在常態(tài)工況下正常運(yùn)作之外,更要考慮潛在威脅的適應(yīng)能力,此種威脅諸如雷電,漏電,環(huán)境的電磁干擾以及人為的誤操作等等。
無隔離保護(hù)的溫度采集方案
系統(tǒng)的任務(wù)是將現(xiàn)場的溫度采集后遠(yuǎn)傳到數(shù)據(jù)處理機(jī)實(shí)現(xiàn)控制。溫度變送器是安裝于待測溫度的現(xiàn)場環(huán)境,其功能是將溫度信號變換成可遠(yuǎn)傳的0-20mA電流信號。數(shù)處理機(jī)是安裝于電控柜或者辦公室內(nèi)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的控制機(jī)。數(shù)據(jù)處理機(jī)電信號參考地為大地或者機(jī)柜金屬殼的浮地A點(diǎn),我們一般稱之為安全端;
溫度變送器電信號參考地為現(xiàn)場大地或者變送器外殼的浮地B點(diǎn)。A點(diǎn)和B點(diǎn)雖然同為大地,因?yàn)橄鄬τ幸欢ň嚯x或者某一端形成漏電等種種因素兩地電位不可能相等,并且這一相對電壓不穩(wěn)定隨時在變化形成噪聲,我們通常稱之為共地環(huán)路干擾.這一干擾疊加在傳輸線上輕則使信號誤差變大,重則使信號嚴(yán)重失真使之無法正常工作。再則假如B點(diǎn)是雷雨天氣,一個閃電打在溫度變送器上則至少形成瞬間上千伏高壓,這一高電壓通過傳輸線直接打入數(shù)據(jù)處理機(jī)端口,則可能使數(shù)據(jù)處理機(jī)*損壞使之不能正常工作。
為解決這一潛在威脅,除了在信號傳輸端口增加TVS防雷裝置外,解決方案建議采用信號傳輸信道上串入無源信號隔離器。
假如某一時刻B點(diǎn)產(chǎn)生瞬時高壓,則因?yàn)闊o源信號隔離器K2200P的隔離作用使這一高電壓能量終止于溫度變送器現(xiàn)場側(cè),A點(diǎn)與B點(diǎn)間無法形成回路。*切斷了干擾回路,同時0-20mA有效信號能夠正常工作。