關鍵詞：   隔離器 安全柵 並聯供電 液晶顯示 工位號 工控 係統 PLC

摘要：

宇通儀表自1989年開始就致力於電磁隔離技術、防爆安全柵的研究。創新型的道路完美的迎合了工業現場環境的變化。新一代隔離器
、安全柵能夠全方位的解決工業現場的隔離、抗幹擾，為工業控製的安全性、可靠性奠定了良好的基礎。

  新一代安全柵（隔離器）應用了全新的電路設計
、完美的外觀設計、可靠的工藝技術。自適應負載的出爐讓安全柵（隔離器）與現場儀表以及DCS、PLC有著很好的鏈接。用戶不需要再為安全柵（隔離器）帶不起負載而頭痛。液晶顯示的推出完全簡化了儀表維護人員的工作，輸入、輸shu出chu信xin號hao具ju體ti值zhi可ke以yi很hen直zhi觀guan的de讀du出chu，故gu障zhang也ye可ke以yi迅xun速su的de排pai查zha。工gong位wei號hao的de設she定ding顯xian示shi完wan全quan解jie決jue了le標biao簽qian貼tie錯cuo或huo者zhe貼tie不bu牢lao固gu的de局ju麵mian。新xin型xing並bing聯lian式shi的de供gong電dian方fang式shi明ming顯xian減jian少shao了le接jie觸chu電dian阻zu
，降jiang低di了le電dian源yuan線xian的de發fa熱re量liang做zuo到dao了le節jie能neng的de要yao求qiu。電dian源yuan采cai用yong音yin頻pin線xian為wei廣guang大da用yong戶hu帶dai來lai了le方fang便bian，簡jian化hua了le走zou線xian槽cao的de線xian路lu。

  功能和穩定性是新一代安全柵的兩大特點，這兩者缺一不可。在最惡劣的環境中依然隔離正常，性能穩定。

一、              全新的電路設計

隨(sui)著(zhe)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)精(jing)準(zhun)性(xing)的(de)提(ti)高(gao)
，舊(jiu)的(de)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)已(yi)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)精(jing)度(du)的(de)要(yao)求(qiu)，多(duo)信(xin)號(hao)輸(shu)入(ru)的(de)的(de)通(tong)用(yong)類(lei)型(xing)儀(yi)表(biao)將(jiang)是(shi)市(shi)場(chang)的(de)主(zhu)流(liu)產(chan)品(pin)。環(huan)保(bao)
、節能口號的提出
，工業儀表業必須考慮低功耗的應用。那麼新一代隔離器、安全柵在處理低功耗時應用了自適應負載技術。全新的專利技術使安全柵(隔離器)的功耗大大降低，同時負載變化也完全不會影響功耗的變化，產品一直處於低功耗。

1、高精度
、低溫漂、高穩定性

新電路的應用讓安全柵（隔離器）的精度一直在不斷提高
，由以前的0.5%一直到現在的0.02%。這樣的精度就要求元器件的精度必須提高，電阻的精度由以前的1%提升到現在的0.01%。元器件在采購時完全使用原裝進口的元器件。這從源頭上解決了精度問題。

低溫漂器件的選用以及新電路原理的應用，使安全柵（隔離器）的整體溫度漂移處於20PPM。這(zhe)樣(yang)的(de)溫(wen)度(du)漂(piao)移(yi)係(xi)數(shu)在(zai)工(gong)業(ye)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)中(zhong)還(hai)是(shi)很(hen)高(gao)的(de)指(zhi)標(biao)。新(xin)電(dian)路(lu)使(shi)用(yong)基(ji)點(dian)參(can)考(kao)的(de)方(fang)式(shi)，在(zai)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)之(zhi)前(qian)有(you)個(ge)參(can)考(kao)點(dian)
，溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)之(zhi)後(hou)也(ye)有(you)個(ge)參(can)考(kao)點(dian)。然(ran)後(hou)應(ying)用(yong)這(zhe)兩(liang)個(ge)參(can)考(kao)點(dian)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)異(yi)就(jiu)可(ke)以(yi)得(de)出(chu)一(yi)個(ge)溫(wen)度(du)漂(piao)移(yi)係(xi)數(shu)。然(ran)後(hou)用(yong)安(an)全(quan)柵(zha)（隔離器）的輸出變化範圍去驗證這個溫度漂移係數是否正確。

yaojiejuegaowendingxingjiubixushiyongteshufangshi，zaianquanzhadianluxitongshangyingyonglebihuankongzhixinhaobianhuadefangfalaibaozhenggaowendingxingdeshixian。，dangwaijiehuanjingbianhuale，dianluxitongzishenhuijinxingyidingdekongzhitiaozheng，quebaoanquanzhazhenggedianluxitongxiangduiyushuruxinhaolaishuochuyuyigexiangdangwendingdezhuangtai，zhegewaijiehuanjingbianhuabaokuowendu、時間、空間等方麵的變化。

2、通用型輸入信號入口處理

現代工業朝著多元化方向發展，工業的控製係統也日趨發雜
，控製信號的種類也越來越多。就信號大類就如以下：熱電阻、熱電偶、配電、電流
、劃線電阻等。每個大類裏麵還有很多的小類，做這麼多類信號的識別、處理是何等的困難。

麵對工業儀表的發展趨勢

，通用型安全柵（隔離器）將會主宰市場。如何將輸入信號單一的安全柵（隔離器）fazhanchengweiduoxinhaoshurudeanquanzhazheshixuduoyanfashengchanchangjiamianlindezuidakunnan。yutongyibiaozaizhefangmiandeyanfashilihaishihenqiangdade
，kefulezhongzhongnanguan。xinhaoleixingdefuzaduobian
，biranhuigeijingdu、信號處理帶來巨大的難關。精通MOS開關的應用，會將這些難關一一克服。MOS開關控製信號切換在靈活性上優於電橋的切換方式。

3、低功耗、自適應負載

自適應負載是指在安全柵（隔離器）正常工作時，功耗保持在一個很低的狀態，輸出能帶動的負載是可以在0—750歐姆變化的。這一新的技術專利完全打破了固定負載的產品設計理念。

固定負載產品當輸出負載發生變化時，功耗是不能保持在一個低狀態的，負載變化的差值將使功耗消耗在安全柵（隔離器）本身。那麼就會造成安全柵（隔離器）自身發熱。當負載是0—750歐姆時，輸出的驅動功率一般設計指標為0.5W。當實際使用時負載在50歐姆時那麼功率就是0.02W。這樣功率上就存在0.5W-0.02W=0.48W的差值，這0.48W的差值就是消耗在安全柵（隔離器）自身。並且這隻是一台產品，要是控製櫃中密集安裝，那麼這個發熱量就是一個很大的值。

使shi用yong自zi適shi應ying負fu載zai的de產chan品pin時shi，負fu載zai雖sui然ran變bian化hua了le，功gong率lv卻que可ke以yi穩wen定ding在zai一yi個ge低di功gong耗hao的de狀zhuang態tai
，這zhe個ge低di功gong耗hao的de產chan生sheng是shi由you於yu壓ya降jiang變bian化hua了le，當dang壓ya降jiang降jiang低di，負fu載zai雖sui然ran是shi增zeng加jia，但dan是shi壓ya降jiangU和負載R是 的關係，這樣壓降的降低就幾乎可以抵消負載的降低，這兩個總體的作用效果就是讓安全柵（隔離器）隨著壓降的變化保持在低功耗的狀態。這樣的電路就是調壓電路
，用壓降和功耗的變化去保證低功耗的狀態。

下表是對比的測試數據:

測試條件：電源24DC；負載變化 50歐姆～750歐姆

 輸出模塊類型              標準輸出模塊        自適應負載輸出模塊

模塊的耗散功率（50Ω）        320mW               10mW

模塊的耗散功率（250Ω）      220mW               10mW

模塊的耗散功率（500Ω）      120mW               10mW

模塊的耗散功率（750Ω）       20mW                10mW

zishiyingfuzaianquanzhazaishiyongshijiubuxuyaojingquedezhidaojutifuzai
，biruximenzibutongxinghaodefuzaibuyiyangshi，yunyongzishiyingfuzaideanquanzhajiukeyihenhaodeyuximenzidePLC進行配合使用，並且安全柵沒有發熱量
，一直處於低功耗狀態。

二、              完美的外觀設計

安全柵（隔離器）作(zuo)為(wei)產(chan)品(pin)不(bu)但(dan)要(yao)在(zai)性(xing)能(neng)上(shang)向(xiang)前(qian)發(fa)展(zhan)，外(wai)觀(guan)設(she)計(ji)上(shang)也(ye)必(bi)須(xu)創(chuang)新(xin)，這(zhe)樣(yang)才(cai)能(neng)保(bao)證(zheng)整(zheng)個(ge)產(chan)品(pin)的(de)向(xiang)前(qian)發(fa)展(zhan)。外(wai)觀(guan)和(he)性(xing)能(neng)的(de)完(wan)美(mei)結(jie)合(he)才(cai)是(shi)產(chan)品(pin)價(jia)值(zhi)的(de)真(zhen)正(zheng)體(ti)現(xian)。新(xin)一(yi)代(dai)安(an)全(quan)柵(zha)（隔離器）在這方麵突出體現在並聯母線的應用
、插拔式結構、結構的應用模具也有了相應的提升。

1、並聯母線的應用

並聯母線背板供電方式是指5線雙麵並聯方式組成供電電源線
、地線和正極
，在導軌上形成沒有連接點的一體化母線。其中單根母線累計覆銅寬度＞3mm╳4=12mm，線阻0.041Ω/m。（銅箔厚度0.035mm,截麵積12╳0.035=0.42mm2，導電率0.0172, 長度1m 
，線阻R=0.0172╳1/0.42=0.041Ω/m）

1.2m長的母線背板導軌，雙線電阻按0.1Ω計。100台表在母線上的平均電流50mA╳100=5A，母線的壓降（0.1Ω╳5A=）0.5V。

底座與母線並聯連接
，單個接觸電阻按0.3Ω計
，單表工作電流50mA，母線與底座的壓降（0.3Ω╳50mA=）15mV,可忽略。若因接觸不良導致接觸電阻增大20倍，母線與底座壓降6Ω╳50mA = 0.3V ,可忽略。

注：不建議在XSA(XS)上使用雙線串聯連接電源端子,或者使用串聯拚接型路橋供電方法；設每個連接點接觸電阻5╳2=10 mΩ，100個連接點阻值為1Ω
，通過5A電流壓降為5V，功率25W
；由(you)於(yu)導(dao)軌(gui)前(qian)段(duan)連(lian)接(jie)點(dian)電(dian)流(liu)大(da)，後(hou)段(duan)連(lian)接(jie)點(dian)電(dian)流(liu)小(xiao)

，熱(re)量(liang)集(ji)中(zhong)在(zai)前(qian)段(duan)，散(san)熱(re)不(bu)勻(yun)
，使(shi)局(ju)部(bu)產(chan)生(sheng)高(gao)熱(re)甚(shen)至(zhi)電(dian)源(yuan)開(kai)路(lu)。必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)上(shang)述(shu)方(fang)式(shi)供(gong)電(dian)時(shi)，電(dian)源(yuan)線(xian)應(ying)進(jin)行(xing)分(fen)組(zu)，每(mei)對(dui)電(dian)源(yuan)線(xian)負(fu)載(zai)不(bu)要(yao)超(chao)過(guo)15台。

dianyuanxianmeiyoujianduan，zhijieyajiezaidianyuanduanzilimian，dianyuanxianjiuchengweiyigenmuxian，chulexianbenshendedianzuwai，dianyuanxianyudianyuanxianzhijianbuzaicunzaijiechudianzu，meitaibiaojiuhuijianshao0.25W功率消耗。

例如：母線采用1mm直徑純銅線，2m長度，線阻為（0.0172╳2/（3.14╳0.52） =）0.043Ω，5A電流在2m母線的壓降小於0.25V
，功耗為1.25W，可忽略。

母線跟電源端子之間仍存在接觸電阻，但每個接觸電阻隻通過一台表的電流
，平均50mA
， 壓降為50mA*5mΩ=0.25mV
，功率為0.00025*50mA=0.0125mW。可不計。

如果不使用母線方法供電，特別是在單個儀表盤內配置較多安全柵（隔離器）時，應該采用電源線分組方法來對安全柵（隔離器）供電，每組線連接安全柵（隔離器）不超過15台(tai)。應(ying)使(shi)用(yong)多(duo)芯(xin)線(xian)焊(han)接(jie)以(yi)後(hou)再(zai)與(yu)電(dian)源(yuan)端(duan)子(zi)壓(ya)接(jie)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)是(shi)常(chang)用(yong)的(de)，可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)電(dian)源(yuan)端(duan)子(zi)上(shang)的(de)溫(wen)升(sheng)。但(dan)同(tong)時(shi)也(ye)會(hui)使(shi)盤(pan)內(nei)的(de)布(bu)線(xian)增(zeng)多(duo)和(he)散(san)亂(luan)。 比如100台表就需要增加10多根電源線和地線。 特別是係統對地參考點也變得混亂不可控了。

由以上可見並聯母線的應用解決了，控製櫃線槽走線雜亂
、接觸電阻大的局麵。不但節省電能同時也節省了電源線纜的使用。

2、插拔式的結構

XSA(XS)采用了插拔式的結構外型，這在工業儀表中式少見的，但是這種創新的結構非常適合現代工業控製櫃中儀表的密集安裝。

插拔式結構是指輸入、輸出、電源端子集成一體稱為底座和信號隔離和信號轉換等部分稱為表芯。這兩者是可分離的。對於新一代安全柵（隔離器）來說這個插拔式結構不但可以插拔還可以實現儀表底座的互換。這樣對於通用型產品
，可以進行預接線，先將安全柵（隔離器）的電源、輸入、輸shu出chu走zou線xian完wan全quan接jie好hao，然ran後hou通tong過guo組zu態tai軟ruan件jian對dui產chan品pin進jin行xing組zu態tai，將jiang不bu同tong作zuo用yong的de安an全quan柵zha插cha到dao對dui應ying得de位wei置zhi。同tong時shi插cha拔ba式shi結jie構gou的de使shi用yong讓rang儀yi表biao人ren員yuan能neng夠gou方fang便bian快kuai捷jie的de對dui控kong製zhi櫃gui進jin行xing檢jian修xiu。檢jian修xiu時shi隻zhi需xu要yao將jiang舊jiu的de儀yi表biao拔ba下xia

，把ba新xin的de儀yi表biao芯xin插cha上shang即ji可ke。

三、液晶顯示
、工位號

工業控製係統中顯示儀表還是比較多的，大多數壓力變送器
、liuliangyibiaodengdoushidaixianshide。xianshiyibiaozishenyouzhedutedeyoushi，suoweixianshijiushicaozuorenyuankeyihenfangbiandecongyibiaoxianshitoushangduqushuju。heyiwangbudaixianshideyibiaoxiangbiyouzhebuketidaidezuoyong。meiyouxianshideyibiaoyaozhidaoshujujiuxuyaotongguoqitaceliangyibiaolaiduqushuju，jishiyixieyibiaoyoubiaopandanshimeiyouxianshishuju
，shujushitongguo

液晶顯示在安全柵上的應用是很少見的
，將安全柵的輸入、輸出信號顯示出來完全簡化了儀表操作人員的工作內容。當進行儀表檢修時，隻需要用眼睛去看下安全柵的輸入
、輸出數據。數據不正常的就是那個工位的現場儀表或者關聯儀表有問題。

液晶顯示對於輸入信號可以顯示輸入的溫度、電流、電壓、頻率以及配電的百分比等。對於輸出可以顯示電流、電壓、頻率等。

工位號對於安全柵（隔離器）來說是非常重要的
，目前很多產品的工位號是通過貼標簽的方式處理的。當標簽貼在安全柵（隔離器）shangshishouxianrongyitiecuoweizhi

，biaoyubiaozhijiandebiaoqiantiecuodengdouyoukenengfasheng。qicitieshangqudebiaoqianshijianjiulerongyidiaoluo
，youqishiyibiaorenyuanjianxiuyibiaoshibiaoqiangengrongyinongdiu。nameyongyejingxianshigongweihaolaidaitibiaoqiandehuajiangbucunzaibiaoqiancuowei


、掉落、丟失等情況的發生。

安全柵帶上液晶顯示，工作人員在對產品進行組態時無需對輸出接電流表
，直接組態就可以了。帶上液晶顯示的安全柵（隔離器）就相當於沒有液晶顯示的產品輸出上接了個數顯表一樣。這樣對不需要操作的顯示通道就節省了成本。