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解决模拟信号失真的方案

作者:sanqino  日期:2021-01-08  来源:sanqino  关注:

在工业生产过程中,生成过程的监视和控制中要用到各种各样的仪器仪表,会产生各种各样的信号:既有微弱的毫伏级的小信号,又有数十伏的大信号,甚至还有高达数千伏和数百安培的强信号;既有直流低频信号,也有高频或脉冲尖峰信号;而这些信号都要经过互相传递和输送的过程,因此如何保证这些信号,特别是模拟信号在传输过程中不失真将成为系统调试中必须解决的问题。



  具体地说,只有当控制装置和分布在现场的传感器和执行器之间的模拟信号传输无故障并且不失真时,才能保证过程控制安全可靠。尤其是小功率的模拟信号在干扰大的工业环境中传输时受各种外部干扰信号的影响,它们需要一条可靠的传输通道。日常工作经验表明,受设备要求的制约,必须谨慎小心的处理和传输模拟信号。而现场和控制层之间以模拟信号形式传输的测量和控制参数,在传输工程中常处于较恶劣的工业环境中,很可能会造成这些信号的失真。





  解决这些问题的方案主要有三种:



  第一种方案是现场仪表不接地,使过程环路中只有一个接地点,但在实际应用中,这种方案往往难以实现,因为某些设备必须接地才能保证测量精度或确保人身安全,某些设备可能因为长期遭到腐蚀和磨损后或气候影响而形成新的接地点。



  第二种方案是使两接地点的电势相同,但由于接地点的电阻受地质条件及气候变化等众多因素的影响,这种方案通常是很难实现的。



  第三种方案是在过程环路中使用信号隔离器。信号隔离器采用隔离技术,断开过程环路中的直接电路(直流通路)但又不影响过程信号的正常传输,从而彻底解决了上述问题。

  当然,我们也可以用DCS的隔离卡键或带隔离能力的变送器实现信号隔离,但它们价格昂贵,而且他们的隔离强度、抗无限射频/电磁干扰(RFI/EMI)指标及应用灵活性比信号隔离器差,更不可能像信号隔离器那样还可解决信号转换及信号分配等问题。
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