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號隔離器的工作原理及功能
號隔離器的工作原理及功能是什么？工作原理：
首先將變送器或儀表的號，通過半導體器件調制變換，然后通過光感或磁感器件進行隔離轉換，然后再進行解調變換回隔離前原號，同時對隔離后號的供電電源進行隔離處理。保證變換后的號、電源、地之間獨立。
功能：
一：保護下級的控制回路。
二：消弱環境噪聲對測試電路的影響。
三：抑制公共接地、變頻器、電磁閥及不明脈沖對設備的干擾；同時對下級設備具有限壓、額流的功能是變送器、儀表、變頻器、電磁閥PLC/DCS輸入輸出及通訊接口的忠實防護。 DIN系列導軌結構，易于安裝，可有效的隔離：輸入、輸出和電源及大地之間的電位。能夠克服變頻器噪聲及各種高低頻脈動干擾。號隔離器的主要類型有哪些？
隔離器：
工業生產中為增加儀表負載能力并保證連接同一號的儀表之間互不干擾，提高電氣性能。需要將輸入的電壓、電流或頻率、電阻等號進行采集、放大、運算、和進行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓號，的送給二次儀表或plc\dcs使用。
配電器：
工業現場一般需要采用兩線制傳輸方式，既要為變送器等一次儀表提供24V配電電源，同時又要對輸入的電流號進行采集、放大、運算、和進行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓號，供后面的二次儀表或其它儀表使用。柵：
一些特殊的工業現場（如燃氣公司和化工廠）不但需要兩線制傳輸，既提供配電電源又有號隔離功能，同時還需要具有火花防爆的性能，可靠地遏制電源功率、防止電源、號及地之間的點火，限流、降壓雙重限制號及電源回路，把進入危險場所的能量限制在定額范圍內。號隔離器安裝維護應注意哪些事項？
由于生產廠家不同，對隔離器的生產工藝、接線定義也不都相同，但使用場合基本相同，所以對產品的防護要求及維護基本相同。1． 使用前應詳細閱讀說明書。
2． 作為號隔離使用時，應將輸入端串入環路電路中，輸出端接取樣回路。
3． 作為隔離配電使用時，應將輸入端串入電源電路中，輸出端接變送器。
4． 若不正常工作應先檢查接線是否正確，注意電源有無及極性反正。
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實行電源分組供電，例如：將執行電機的驅動電源與控制電源分開，以防止設備間的干擾。
（5）采用噪聲濾波器也可以有效地抑制交流伺服驅動器對其它設備的干擾。該措施對以上幾種干擾現象都可以有效地抑制。
（6）采用隔離變壓器。考慮到高頻噪聲通過變壓器主要不是靠初、次級線圈的互感耦合，而是靠初、次級寄生電容耦合的，因此隔離變壓器的初、次級之間均用屏蔽層隔離，減少其分布電容，以提高抵抗共模干擾能力。
（7）采用高抗干擾性能的電源，如利用頻譜均衡法設計的高抗干擾電源。這種電源抵抗隨機干擾非常有效，它能把高尖峰的擾動電壓脈沖轉換成低電壓峰值（電壓峰值小于TTL電平）的電壓，但干擾脈沖的能量不變，從而可以提高傳感器、儀器儀表的抗干擾能力。
低功耗
產品的功耗是各個功能單元功耗的總和，只有降低各個功能單元的功耗才能使得總得功耗降低，增加產品的熱穩定性和壽命。隔離器主要在輸入、輸出、電源、隔離四個單元進行技術改進。
1、 輸出單元模塊的自適應負載技術
輸出模塊可以根據負載的大小動態調整輸出模塊的輸出功率，從而減少自身的發熱。傳統的負載設計是根據額定負載的大小設計輸出功率，當輸出負載非常小時，多余的負載功率就耗散在儀表內部，從而時儀表自身發熱。假設一臺隔離器的輸出負載設計為750歐姆，那么輸出驅動功率一般設計為0.5W。如果在實際應用中此隔離器的負載使用在50歐姆的環境下，那么就有 0.5W-0.02W = 0.48W的功率轉換為儀表自身的發熱。如果時多路輸出將產生更多的熱量，而降低輸出模塊的額定功率在實際應用中又難以應付市場的復雜狀況。
2、隔離單元模塊的低功耗改進
隔離單元是決定產品技術指標的重要單元。
隔離技術主要有磁隔離與光隔離兩大類。隔離電路形式有直接調制耦合，反饋調制耦合等多種形式，具體采用什么形式要根據產品的技術指標而定。總的來講可以大致分為開關量號采用光隔離，模擬量號采用磁隔離的方式。從技術復雜程度來看，磁隔離比光隔離處理技術復雜，采用磁隔離技術，設計者可以根據技術指標采用合適的設計方案，隔離的線性、精度可以根據產品的要求靈活控制。而光隔離的線性、精度只能依賴器件廠家提供的技術指標，設計人員可以調整的方式很少，也不可能超過廠家提供的技術指標。由于功耗大，光電隔離也不能實現無源隔離。磁隔離模式有電流互感模式、電流互感反饋模式、電壓互感模式、電壓互感反饋模式、電流互感功率補償模式等，電流互感功率補償模式是相對來說功耗低的模式。
3、電源模塊
電源的技術指標是基礎，決定產品的性能。流行的電源拓撲形式雖然非常多，也很成熟。
優越性
在各個過程環路中使用號隔離辦法可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現場帶隔離的變送器（部分設備可以做到），也可以使用號隔離器來實現。比較起來，用號隔離器有以下優點：
● 絕大部分情況，采用號隔離器+非隔離卡件比采用隔離卡件便宜。
● 號隔離器比隔離卡件在隔離能力、抗電磁干擾等方面性能更加優越。
● 號隔離器應用靈活，而且它還有型號轉換和 號分配功能，使用起來更加方便。
● 號隔離器通常有單通道、雙通道、一入二出等通道形式，通道間相互完全獨立，構成系統的配置、日常維護更加方便。
公司在無源隔離器和柵的設計中采用電流互感功率補償式磁隔離，設計的無源隔離器和柵在輸入、輸出線性指標上達到了有源隔離器和柵的水平。這樣的線性指標在國內、外都是領先的。
四、小型化、接線少。以適應高密度的安裝要求
隔離器和柵作為二次儀表，安裝在控制室內，控制室的環境要求產品盡可能的小以實現高密度的安裝，同時接線的數量應該盡可能的少，從而減少安裝和維護的難度。產品的小型化是隔離器和柵的發展趨勢。公司目前的MS系列產品的厚度只有6.2mm。低功耗的設計實現體現在產品的外觀上就是產品的小型化，只有低功耗產品才能實現密集安裝。伴隨著技術的進步，我們將設計出功耗更低、性能更好、體積更小的產品。
目前國內的主流產品厚度一般都在20mm～30mm之間，國外新產品的厚度為6.2mm。北京國電中自電氣有限公司的GD-CB系列達到了國外新產品的水平。
在整個自控領域，柵技術應用于隔離、傳輸、處理、轉換和調節號。為了適應多種多樣的現場需求，柵元器件須具有普遍適用的特質。同時，應盡可能的為客戶節約成本，簡化設計和維護，不斷推陳出新，為客戶提供更多種類的柵。
圖1 緊湊型設計的IM系列柵可節約機柜空間
柵是公司研發的新生代，如圖1所示。IM系列具有多功能一體化的特性，范圍從隔離開關放大器到繼電器耦合器。該系列產品采用統一的導軌安裝，深為110mm，寬為18mm或27mm,配有可插拔接線端子并可采用通用電源供電，大大方便了用戶。
采用圖爾克IM系列柵，過程控制安裝設計明顯簡化。此時，系統功能是項目設計者考慮的因素。IM系列柵的特性：
● 電源為通用供電單元
● 可插拔接線端子
● 三種不同變送形式
● 用于Namur輸入回路的ASIC電路
● 用于設定設備參數開放式的PACtware
● 在整篇文章中，我們將著重介紹供電電源和可插拔端子部分。
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