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接地環(huán)路常見問題解決

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在工業(yè)生產(chǎn)過程中,生成過程的監(jiān)視和控制中要用到各種各樣的儀器儀表,會(huì)產(chǎn)生各種各樣的信號(hào):既有微弱的毫伏級(jí)的小信號(hào),又有數(shù)十伏的大信號(hào),甚至還有高達(dá)數(shù)千伏和數(shù)百安培的強(qiáng)信號(hào);既有直流低頻信號(hào),也有高頻或脈沖尖峰信號(hào);而這些信號(hào)都要經(jīng)過互相傳遞和輸送的過程,因此如何保證這些信號(hào),特別是模擬信號(hào)在傳輸過程中不失真將成為系統(tǒng)調(diào)試中必須解決的問題。
具體地說,只有當(dāng)控制裝置和分布在現(xiàn)場(chǎng)的傳感器和執(zhí)行器之間的模擬信號(hào)傳輸無故障并且不失真時(shí),才能保證過程控制安全可靠。尤其是小功率的模擬信號(hào)在干擾大的工業(yè)環(huán)境中傳輸時(shí)受各種外部干擾信號(hào)的影響,它們需要一條可靠的傳輸通道。日常工作經(jīng)驗(yàn)表明,受設(shè)備要求的制約,必須謹(jǐn)慎小心的處理和傳輸模擬信號(hào)。而現(xiàn)場(chǎng)和控制層之間以模擬信號(hào)形式傳輸?shù)臏y(cè)量和控制參數(shù),在傳輸工程中常處于較惡劣的工業(yè)環(huán)境中,很可能會(huì)造成這些信號(hào)的失真。

造成模擬信號(hào)失真的原因

1.接地環(huán)路問題:如下圖所示,當(dāng)過程環(huán)路中有兩處或兩處以上接地電阻不相等時(shí),就會(huì)產(chǎn)生接地環(huán)路,過程信號(hào)就會(huì)失真。

要使信號(hào)完整而不失真地傳輸,理想化的情況是所有設(shè)備、儀表中的信號(hào)都有一個(gè)共同的參考點(diǎn),也就是有一個(gè)共同的“地”。只有這樣,所有的設(shè)備、儀表的信號(hào)參考點(diǎn)之間電位差才能為“零”。很顯然,不同設(shè)備的接地電阻很難保證都相等,接地電阻也會(huì)隨著傳輸距離的增加而升高,有時(shí)甚至產(chǎn)生高達(dá)200V的電位差。
2.測(cè)量回路相互連接問題:如下圖所示,在這些回路中,參考點(diǎn)要將因?yàn)榻油ǘ鄠€(gè)信號(hào)回路而升高。


如上圖,在這種相互連接的測(cè)量回路中,由于線間電阻的不斷增加,必然會(huì)引起參考電壓的不斷升高。
3.電磁干擾問題:這是比較常見的干擾,特別是在長(zhǎng)距離或者干擾較大的工業(yè)環(huán)境中,很難避免感性和容性干擾在測(cè)量回路中相互參雜的情況。

解決這些問題的方案主要有三種:
第一種方案是現(xiàn)場(chǎng)儀表不接地,使過程環(huán)路中只有一個(gè)接地點(diǎn),但在實(shí)際應(yīng)用中,這種方案往往難以實(shí)現(xiàn),因?yàn)槟承┰O(shè)備必須接地才能保證測(cè)量精度或確保人身安全,某些設(shè)備可能因?yàn)殚L(zhǎng)期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點(diǎn)。
第二種方案是使兩接地點(diǎn)的電勢(shì)相同,但由于接地點(diǎn)的電阻受地質(zhì)條件及氣候變化等眾多因素的影響,這種方案通常是很難實(shí)現(xiàn)的。
第三種方案是在過程環(huán)路中使用信號(hào)隔離器。信號(hào)隔離器采用隔離技術(shù),斷開過程環(huán)路中的直接電路(直流通路)但又不影響過程信號(hào)的正常傳輸,從而徹底解決了上述問題。如下圖:

發(fā)布:2007-07-30 11:09    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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