为什么控制系统需要信号隔离,因为我们在控制系统实际应用过程中会出现各种复杂的因素,例如电磁干扰致使回路电压升高,从而损坏控制系统模块;施工过程中220V和24V电压接线错误致使控制系统模块损坏;运行过程中由于暴雨致使户外元器件短路;设备机械故障引发的电气故障,从而损坏控制系统模块;等等等等。
进行了信号隔离就安全了吗?不是,信号隔离只是把控制系统的模块保护了起来,避免由于外部因素损坏控制模块,从而引起主机故障,乃至于停机。信号隔离同样会损坏隔离器,只不过隔离器的价格远远小于控制器模块,即使损坏,成本也不高,并且隔离器起到了防止故障扩散的作用。
我们常用的隔离器分为两种,一种是数字量模块的隔离器,也就是中间继电器,一种是模拟量隔离器,俗称隔离栅。
一、数字量隔离器(中间继电器),如下图
中间继电器如何起到隔离作用的呢,对于DI模块来说,如下图
上面两张图是西门子PLC的DI模块通过中间继电器进行的信号隔离,例如SK00继电器线圈接入外部信号,而SK00继电器的辅助触点接入了I0.0信号点,进行了信号转换,当SK00继电器线圈得电时,SK00继电器的常开辅助点闭合,I0.0接受到24V信号,反之SK00继电器线圈失电时,SK00继电器的常开辅助点断开,I0.0接受不到24V信号。
DO模块同样是通过中间继电器进行的信号隔离,如下图
上图中Q0.0接入KA00中间继电器线圈,而KA00的常开辅助触点接入外部信号,当KA00继电器线圈得电时,KA00继电器的常开辅助点闭合,使控制回路通过电流,接通该控制回路,反之,断开控制回路。
二、模拟量信号隔离器(隔离栅),隔离栅与中间继电器不同,我常用的是南京优倍的隔离栅,如下图为隔离器接线图
该信号隔离器可连接二线制和三线制变送器,信号是4~20mA信号。
,随着发展现在的PLC或者DCS控制模块本身拥有光电隔离的作用的,有些危险区域,我们也有必要进行信号隔离,例如隔离式安全栅,如下图为安全栅的应用范围
综上,控制系统进行信号隔离是有必要的,可以防止故障扩散,并且能很好的保护控制系统,对于不支持热插拔的控制系统来说,进行信号隔离尤其的重要!