一、引言

行業(yè)預(yù)測DCS和PLC系統(tǒng)年規(guī)模2011年將達(dá)數(shù)百億的規(guī)模，PLC&DCS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于于電力、化工、石油石化、造紙、建材、市政、冶金等行業(yè)。DCS 和PLC 系統(tǒng)中信號(hào)采集部分常見的接線方式一般有三種：二線制、三線制和四線制。兩線制與三線制 (一根正電源線，一根信號(hào)線,一根為電源和信號(hào)共GND線) 和四線制(兩根正負(fù)電源線，兩根信號(hào)線)相比，兩線制具有無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，如下：

1、不易受寄生熱電偶和沿電線電阻壓降和溫漂的影響，可用非常便宜的更細(xì)的導(dǎo)線，可節(jié)省大量電纜線和安裝費(fèi)用；

2、在電流源輸出電阻足夠大時(shí)，經(jīng)磁場耦合感應(yīng)到導(dǎo)線環(huán)路內(nèi)的電壓，不會(huì)產(chǎn)生顯著影響，因?yàn)楦蓴_源引起的電流極小，一般利用雙絞線就能降低干擾；

3、電容性干擾會(huì)導(dǎo)致接收器電阻有關(guān)誤差，對(duì)于4～20mA兩線制環(huán)路，接收器電阻通常為250Ω（取樣Uout=1～5V）這個(gè)電阻小到不足以產(chǎn)生顯著誤差，因此，可以允許的電線長度比電壓遙測系統(tǒng)更長更遠(yuǎn)；

4、各個(gè)單臺(tái)示讀裝置或記錄裝置可以在電線長度不等的不同通道間進(jìn)行換接，不因電線長度的不等而造成精度的差異，實(shí)現(xiàn)分散采集，分散式采集的好處就是：分散采集，集中控制....

5、將4mA用于零電平，使判斷開路與短路或傳感器損壞（0mA狀態(tài)）十分方便。

6、在兩線輸出口非常容易增設(shè)一兩只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷。

正是基于二線制的以上優(yōu)點(diǎn)，讓二線制廣泛應(yīng)用于DCS 和PLC 檢測和控制系統(tǒng)中，有逐步替代三線制和四線制的趨勢。在這種趨勢下，行業(yè)中大量出現(xiàn)了二線制變送器和儀表，PLC 和DCS 系統(tǒng)的I/O 接收端也大多自帶了電源，傳統(tǒng)的隔離器由于自帶了電源這樣就導(dǎo)致了和DCS\PLC 系統(tǒng)電源的沖突，這時(shí)就提出了對(duì)回路供電的隔離器的需求，市場上滿足回路供電的隔離器的一般采用DIN35 導(dǎo)軌安裝，體積相對(duì)都很大、價(jià)格昂貴、集成度低，不能直接焊接在PCB 板上，也不能實(shí)現(xiàn)模塊化安裝等缺點(diǎn)。而金升陽無源隔離變送器模塊T1100L-F模塊提供了如上問題的高效解決方案。

二、T1100L-F產(chǎn)品的介紹

T1100L-F 隔離變送器，是一種兩線制回路供電的隔離模塊?？梢酝ㄟ^輸入回路供電或輸出回路供電兩種方式，給前級(jí)兩線制設(shè)備供電，并接收來自兩線制設(shè)備輸出的0/4～20mA電流信號(hào)隔離傳輸?shù)胶蠖薉CS和PLC 。本產(chǎn)品采用獨(dú)有的電磁隔離模式及高效能回路竊電技術(shù)，有效地解決了電流信號(hào)隔離對(duì)供電電源的依賴問題，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)0/4～20mA精準(zhǔn)隔離傳送，可與各種儀表的模擬量輸入端口（如PLC、DCS系統(tǒng)等）相匹配；輸入端帶有過流保護(hù)功能，更加有效地保護(hù)模塊及后級(jí)電路；除此之外，本模塊具有極佳的溫漂特性（在-25℃~+71℃工作溫度范圍內(nèi)溫漂小于35PPM/℃），輸入和輸出兩端能承受3KVDC的隔離電壓。

相對(duì)于市面上的隔離器具有更小的體積、更低廉的成本、更高的集成度，可以直接焊接在PCB 板上，大大簡化了信號(hào)采集和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝，提高了系統(tǒng)整體可靠性。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

● 回路供電，帶過流保護(hù)

● 高精度等級(jí)(0.1% F.S.)

● 高線性度(0.1% F.S.)

● 高隔離(輸入、輸出兩端間3KVDC/60s)

● 極低溫漂(35PPM/℃)

● 工業(yè)級(jí)(工作溫度范圍：-25℃～71℃)

● 產(chǎn)品性能可靠(MTBF＞50萬小時(shí)) 圖一 產(chǎn)品實(shí)物圖

三、T1100L-F的原理框圖介紹

T1100L-F主要由六個(gè)部分組成：過流保護(hù)電路，輸入信號(hào)處理電路，振蕩電路，調(diào)制電路，解調(diào)電路以及信號(hào)輸出電路構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖二。由于模塊采用了獨(dú)有磁電隔離技術(shù)，使得信號(hào)輸入和輸出之間具有很高的隔離電壓（3KVDC），并且還具有高線性度、高精度的特點(diǎn)，產(chǎn)品本身不需要獨(dú)立的電源來給它供電，它是采用信號(hào)處理電路的電能來工作的，即所謂回路竊電技術(shù)。

T1100L-F主要工作原理：回路中串接的電源提供的電流信號(hào)首先經(jīng)過過流保護(hù)電路，它將電路工作電流限制在30mA以內(nèi)，可有效保護(hù)保護(hù)模塊及后級(jí)電路電壓不至于過高，然后通過半導(dǎo)體元器件調(diào)制變換，使直流電流信號(hào)得以通過信號(hào)隔離變壓器隔離傳送，最后通過解調(diào)和輸出信號(hào)處理電路處理后精準(zhǔn)的還原為原直流電流信號(hào)輸出到后端設(shè)備，后端設(shè)備靠采集回路中電流信號(hào)能量來工作，無需獨(dú)立電源供電。

四、T1100L-F 在DCS 和PLC 系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.應(yīng)用于DCS和PLC 信號(hào)檢測回路中

在 DCS 和PLC 系統(tǒng)信號(hào)檢測回路中，往往由于信號(hào)檢測設(shè)備距離控制室的距離非常遠(yuǎn)，為了節(jié)省電纜和安裝維護(hù)成本大量采用二線制儀表，這就需要滿足回路供電技術(shù)的隔離器。在這樣的檢測回路中，隔離器和二線制變送器本身沒有獨(dú)立的供電線路，檢測回路供電全部由PLC 和DCS 系統(tǒng)I/O模塊自帶的電源或者串接在回路中的獨(dú)立電源提供。金升陽隔離變送器模塊T1100L-F模塊滿足了上述要求并提供了輸入回路供電和輸出回路供電兩種解決方案，用戶可以根據(jù)需要靈活選取供電方式，如下：

注：圖五中變送器電源地和信號(hào)地共地可實(shí)現(xiàn)三線制應(yīng)用。

2.應(yīng)用于DCS和PLC 控制回路中

DCS和PLC控制器輸出的控制信號(hào)（0/4~20mA）輸出到執(zhí)行結(jié)構(gòu)過程中往往由于地電勢等干擾導(dǎo)致控制信號(hào)不穩(wěn)定從而引起執(zhí)行結(jié)構(gòu)的誤操作等嚴(yán)重事故。T1100L-F可有效濾除這些共模干擾保證系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)它滿足二線制回路供電的要求，安裝簡便，可以節(jié)省大量電纜和安裝維護(hù)成本。解決方案框圖如下：

五、小結(jié)

金升陽無源回路供電隔離變送器模塊T1100L-F 滿足二線制回路供電要求，并且供電方式靈活提供輸入回路和輸出回路供電兩種供電方式供選擇，能夠有效的隔離信號(hào)傳輸過程中地電勢差干擾等共模干擾減少信號(hào)的擾動(dòng)，并且具有模塊化小體積、高線性度、高精度、高集成度、低溫漂、高隔離電壓，提供了高可靠高效率的信號(hào)采集和信號(hào)控制回路的解決方案。

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