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如何选择一款性能出色的隔离模块
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如何选择一款性能出色的隔离模块!

隔离模块,又称信号隔离模块、隔离器、信号隔离器等,是包括精准过程控制系统等各类工业自动化系统中不可或缺的电子设备,用来实现输入和输出通道信号隔离、变换等功能,从而提高系统的抗干扰能力,增强系统的可靠性和安全性。因未在模拟量通道中使用隔离模块,而造成的极端条件下烧毁PLC等设备,进而瘫痪整个自控系统的案例时常发生。隔离模块的体积较小,但是其重要性,是任何自工程师都无法忽视的。

      在自动控制系统的设计中,选择一款性能优异的隔离模块,就变得至关重要了。一些刚刚入行的工程师对隔离模块的选择存在着一些疑惑。下面笔者谈一谈隔离模块的选择。

      隔离模块的核心作用,可以概括为“信号隔离”。既然是隔离,我们不禁要问,如何评价你的隔离模块(隔离器)的隔离特性呢?这就涉及到隔离强度的指标。隔离强度,又叫隔离等级,隔离电压等级,直接反映隔离特性的指标。隔离强度越高,隔离性能越出众。一款性能卓越的隔离模块,其隔离电压强度应该不低于1500VAC。菲尼克斯、稳钛克隔离模块的隔离强度达到了2500VDC,无源系列的甚至达到了3000VDC。

      既然是信号隔离,对输入信号做了处理,再输出,那么输入信号经过隔离之后,是否会失真呢,答案是肯定的。失真的程度有多大呢?这就涉及到隔离模块的第二个指标:“传输精度”。传输精度是指在一定的测试条件下,输出端信号相对于输入端信号的误差,通常用相对误差来表示,比如0.2%,0.1%,0.05%等。相对误差越小,隔离器性能越优。菲尼克斯、稳钛克等最新系列的信号隔离模块的传输精度均在0.1%以内,智能型的更是做到了0.05%的传输精度。

      以上两个指标是最重要最核心的指标,隔离模块还有其他一些重要指标,这些指标也同样决定我们的选择。

      (一)供电电源。是直流供电呢,还是交流供电呢?是直流供电的话,供电电压范围是多少呢?我们知道24VDC是工业最常用的电压等级。那么隔离模块能够在24VDC供电电压下工作是必须的。供电电压尽管是24VDC,这个电压也不可能是绝对的24.000VDC,肯定有一个范围。这就要求隔离模块(隔离器)能够在24VDC上下的一个范围内工作。容易理解,这个范围越宽,隔离器的适应性越强。国产隔离器的供电电源范围多为24VDC+-10%。优倍、辰竹等公司的直流供电电压范围较宽,分别达到18-32V,20-35V,而稳钛克隔离模块直流供电电压范围甚至达到了15-35VDC。然而隔离器电源的性能绝不仅仅是电压范围,资料统计显示,在电子设备故障中,有相当大一部分是由电源可靠性不高引起的。在“视可靠为生命”的工业自控化系统中,电源的地位和重要性就更加凸显。一款性能出色的隔离模块的电源部分,还应该具有短路保护,过流保护、过热保护、高效率的特性。

      (二)功耗。也许,工业自动化控制对PLC、自动化仪表、隔离模块等设备的功耗根本没有特殊要求(毕竟不是大型用电设备),这里我要说的不是节能,而是可靠性。功耗直接影响设备的可靠性!功耗越大,发热量越大,隔离模块(隔离器)的温度越高,尤其是在密集安装和通风不畅的状况下,温升更加明显。而隔离模块内部的半导体器件,电容等均有温度越高,寿命和可靠性降低的特性。因此,一款性能出色的隔离模块,必要有要较低的功耗。稳钛克TA3000系列低功耗隔离模块的功耗低至0.38W(24V供电时),出色的低功耗技术甚至超过了魏德米勒等进口产品。

      (三)外形尺寸。小型化是包括电子仪器仪表在内的所有设备的追求目标。一款良好的隔离模块,应该具有较小的体积。稳钛克隔离模块的尺寸做到了12.5mm的厚度,无源系列的甚至达到了6.2mm/通道。较小的体积意味着占用更小的机柜空间,从而节约系统成本。

      隔离强度、传输精度、电源、功耗、尺寸五个方面是隔离模块(信号隔离器)选择当中最重要的和需要最优先考虑的方向,希望能对刚入门的朋友有所帮助。


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