安科瑞 徐涵

摘要：回路供電技術(shù)的廣泛應(yīng)用能省去大量的外接電源導(dǎo)線和能源消耗，回路供電隔離器在不便加裝電源的現(xiàn)場(chǎng)能夠省時(shí)省力的進(jìn)行信號(hào)隔離輸出。以某大型工業(yè)蒸汽管線系統(tǒng)為例，現(xiàn)場(chǎng)無電源的情況下加裝輸入端回路供電型信號(hào)隔離器，能夠省去大量的人力和財(cái)力。僅需一臺(tái)輸入回路信號(hào)隔離器即可滿足現(xiàn)場(chǎng)需求。關(guān)鍵詞：回路供電技術(shù)；信號(hào)隔離器；輸入回路隔離器

0：概述

當(dāng)前，在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，除了利用現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行檢測(cè)和控制信號(hào)傳送外，大部分會(huì)選擇采用模擬方式進(jìn)行傳輸，為常見的就是4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。比如在溫度、壓力、液位等的測(cè)量中，在輸出4～20mA測(cè)量信號(hào)的兩根導(dǎo)線上，也同時(shí)向變送器提供24V電源，其應(yīng)用的就是回路供電技術(shù)。

不僅僅是在變送器上，在信號(hào)隔離器等儀表中，回路供電技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。其中回路供電隔離器就是一種。在某大型工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，蒸汽管線系統(tǒng)中就利用了輸入端回路供電隔離器進(jìn)行信號(hào)隔離，節(jié)省物力財(cái)力的同時(shí)還滿足了現(xiàn)場(chǎng)需求。

1：回路供電隔離器

回路供電隔離器可以分為三種，輸入端回路供電隔離器，輸出端回路供電隔離器以及輸出回路供電，并對(duì)輸入配電型隔離器。這種隔離器無需外接電源，省去大量外接導(dǎo)線，接線更簡(jiǎn)捷并且功耗低可靠性高，但在使用上有一定的局限性，帶載能力會(huì)受到輸入端或輸出端電壓的影響，因此，實(shí)際應(yīng)用過程需要根據(jù)后級(jí)負(fù)載需求和電壓的大小考慮其是否合適。

1.輸入端回路供電型隔離器

這種隔離器的輸入輸出所需的電能都來自輸入端，輸入端以回路供電的方式提供電能，回路電流通常是4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)作為輸入信號(hào)。輸入信號(hào)經(jīng)隔離后通過輸出端輸出，無需另接輔助電源。

圖1 輸入端回路供電

2.輸出端回路供電型隔離器

這種隔離器輸入輸出所需的電能均來自輸出端，輸出端以回路供電的方式獲電能。回路電流通常是4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，在此作為輸出信號(hào)。輸入端可以是各種傳感器的信號(hào)，也可以是4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。

圖2 輸出端回路供電

3.輸出端回路供電、并對(duì)輸入配電型隔離器

這種隔離器輸入輸出所需的電能都來自輸出端，輸出端以回路供電獲得電能，回路電流通常是4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，在此作為輸出信號(hào)。

此外，輸入端還需要從輸出端獲得電能作為輔助電源，即為配電電壓，該電壓供各種變送器使用，變送器輸出電流就是隔離器的輸入電流。

圖3 輸出端回路供電、并對(duì)輸入配電型隔離器

2：輸入端回路供電隔離器的應(yīng)用

在某大型工業(yè)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)某蒸汽管線上原來安裝有一只溫度變送器，溫度變送器旁還有一只流量計(jì)。傳感器將采集到的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備當(dāng)前時(shí)刻的工作溫度信息傳送至變送器，經(jīng)過變送器將信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)后傳到PLC系統(tǒng)，之后通過PLC系統(tǒng)判斷發(fā)送工作指令。為了保證計(jì)量準(zhǔn)確，流量計(jì)需要引入變送器的4～20mA輸出信號(hào)進(jìn)行溫度補(bǔ)償計(jì)算。根據(jù)規(guī)范應(yīng)該把進(jìn)入PLC系統(tǒng)的信號(hào)和進(jìn)入智能流量計(jì)的信號(hào)進(jìn)行隔離，即必須加裝隔離器。

根據(jù)常規(guī)方法，應(yīng)該在該系統(tǒng)中加裝一臺(tái)普通的信號(hào)隔離器即可。但普通信號(hào)隔離器需要外接24V電源供電，由于變送器與流量計(jì)均為回路供電，無需外接電源，現(xiàn)場(chǎng)沒有24V電源。如果再加一臺(tái)24V直流電源柜則需要以220V交流電源供電。不巧的是流量計(jì)和溫度變送器附近根本沒有220V交流電源，從別處引進(jìn)220V電源需要極長的電纜，且附近并沒有合適的電力電纜托盤。

由此可知如果用普通信號(hào)隔離器，施工難度將非常大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。于是考慮用輸入端回路供電隔離器，該隔離器不需外接電源，將其加裝在溫度變送器和流量計(jì)中，輸入端接入溫度變送器，輸出端接入流量計(jì)，就可以在不需外接電源的情況下進(jìn)行信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換。操作簡(jiǎn)單，節(jié)省人力時(shí)間的同時(shí)還省下了大量財(cái)力。

圖4

3：BM100信號(hào)隔離器

3.1概述

BM100系列信號(hào)隔離器在工業(yè)生產(chǎn)中為增加儀表負(fù)載能力并保證連接同一信號(hào)的儀表之間互不干擾，提高電氣安全性能。BM100信號(hào)隔離器輸入支持三種輸入模式，兼容傳感器的三種接線方式，將輸入信號(hào)進(jìn)行隔離輸出，安全的輸送給二次儀表或PLC/DCS使用。

其中BM100-DIS/I系列就是輸入端回路供電隔離器，該隔離器無需外加輔助電源。可以將4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換為4～20mA信號(hào)輸出。

BM100信號(hào)隔離器接線圖

BM100-DIS/I系列信號(hào)隔離器外觀圖

3.2技術(shù)參數(shù)

注[1]：Ui為輸入回路供電電壓

4：結(jié)束語

回路供電技術(shù)的廣泛應(yīng)用能省去大量的外接電源導(dǎo)線和能源消耗。在將來回路供電技術(shù)必將得到更好的發(fā)展和推廣。無論從經(jīng)濟(jì)還是實(shí)用性而言，輸入端供電型隔離器都具有廣泛的推廣意義。

參考文獻(xiàn)

[1]企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.6.

[2]無源輸出回路供電隔離變送模塊[J].冶金自動(dòng)化,2011,35(4):86-86.