一、引言

行業預測DCS和PLC系統年規模2011年將達數百億的規模，PLC&DCS已經廣泛應用于于電力、化工、石油石化、造紙、建材、市政、冶金等行業。DCS 和PLC 系統中信號采集部分常見的接線方式一般有三種：二線制、三線制和四線制。兩線制與三線制 (一根正電源線，一根信號線,一根為電源和信號共GND線) 和四線制(兩根正負電源線，兩根信號線)相比，兩線制具有無可比擬的優點，如下：

1、不易受寄生熱電偶和沿電線電阻壓降和溫漂的影響，可用非常便宜的更細的導線，可節省大量電纜線和安裝費用；

2、在電流源輸出電阻足夠大時，經磁場耦合感應到導線環路內的電壓，不會產生顯著影響，因為干擾源引起的電流極小，一般利用雙絞線就能降低干擾；

3、電容性干擾會導致接收器電阻有關誤差，對于4～20mA兩線制環路，接收器電阻通常為250Ω（取樣Uout=1～5V）這個電阻小到不足以產生顯著誤差，因此，可以允許的電線長度比電壓遙測系統更長更遠；

4、各個單臺示讀裝置或記錄裝置可以在電線長度不等的不同通道間進行換接，不因電線長度的不等而造成精度的差異，實現分散采集，分散式采集的好處就是：分散采集，集中控制....

5、將4mA用于零電平，使判斷開路與短路或傳感器損壞（0mA狀態）十分方便。

6、在兩線輸出口非常容易增設一兩只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷。

正是基于二線制的以上優點，讓二線制廣泛應用于DCS 和PLC 檢測和控制系統中，有逐步替代三線制和四線制的趨勢。在這種趨勢下，行業中大量出現了二線制變送器和儀表，PLC 和DCS 系統的I/O 接收端也大多自帶了電源，傳統的隔離器由于自帶了電源這樣就導致了和DCS\PLC 系統電源的沖突，這時就提出了對回路供電的隔離器的需求，市場上滿足回路供電的隔離器的一般采用DIN35 導軌安裝，體積相對都很大、價格昂貴、集成度低，不能直接焊接在PCB 板上，也不能實現模塊化安裝等缺點。而金升陽無源隔離變送器模塊T1100L-F模塊提供了如上問題的高效解決方案。

二、T1100L-F產品的介紹

T1100L-F 隔離變送器，是一種兩線制回路供電的隔離模塊。可以通過輸入回路供電或輸出回路供電兩種方式，給前級兩線制設備供電，并接收來自兩線制設備輸出的0/4～20mA電流信號隔離傳輸到后端DCS和PLC 。本產品采用獨有的電磁隔離模式及高效能回路竊電技術，有效地解決了電流信號隔離對供電電源的依賴問題，實現標準信號0/4～20mA精準隔離傳送，可與各種儀表的模擬量輸入端口（如PLC、DCS系統等）相匹配；輸入端帶有過流保護功能，更加有效地保護模塊及后級電路；除此之外，本模塊具有極佳的溫漂特性（在-25℃~+71℃工作溫度范圍內溫漂小于35PPM/℃），輸入和輸出兩端能承受3KVDC的隔離電壓。

相對于市面上的隔離器具有更小的體積、更低廉的成本、更高的集成度，可以直接焊接在PCB 板上，大大簡化了信號采集和控制系統的設計和安裝，提高了系統整體可靠性。

產品特點：

● 回路供電，帶過流保護

● 高精度等級(0.1% F.S.)

● 高線性度(0.1% F.S.)

● 高隔離(輸入、輸出兩端間3KVDC/60s)

● 極低溫漂(35PPM/℃)

● 工業級(工作溫度范圍：-25℃～71℃)

● 產品性能可靠(MTBF＞50萬小時) 圖一 產品實物圖

三、T1100L-F的原理框圖介紹

T1100L-F主要由六個部分組成：過流保護電路，輸入信號處理電路，振蕩電路，調制電路，解調電路以及信號輸出電路構成，其結構框圖如圖二。由于模塊采用了獨有磁電隔離技術，使得信號輸入和輸出之間具有很高的隔離電壓（3KVDC），并且還具有高線性度、高精度的特點，產品本身不需要獨立的電源來給它供電，它是采用信號處理電路的電能來工作的，即所謂回路竊電技術。

T1100L-F主要工作原理：回路中串接的電源提供的電流信號首先經過過流保護電路，它將電路工作電流限制在30mA以內，可有效保護保護模塊及后級電路電壓不至于過高，然后通過半導體元器件調制變換，使直流電流信號得以通過信號隔離變壓器隔離傳送，最后通過解調和輸出信號處理電路處理后精準的還原為原直流電流信號輸出到后端設備，后端設備靠采集回路中電流信號能量來工作，無需獨立電源供電。

四、T1100L-F 在DCS 和PLC 系統中的應用

1.應用于DCS和PLC 信號檢測回路中

在 DCS 和PLC 系統信號檢測回路中，往往由于信號檢測設備距離控制室的距離非常遠，為了節省電纜和安裝維護成本大量采用二線制儀表，這就需要滿足回路供電技術的隔離器。在這樣的檢測回路中，隔離器和二線制變送器本身沒有獨立的供電線路，檢測回路供電全部由PLC 和DCS 系統I/O模塊自帶的電源或者串接在回路中的獨立電源提供。金升陽隔離變送器模塊T1100L-F模塊滿足了上述要求并提供了輸入回路供電和輸出回路供電兩種解決方案，用戶可以根據需要靈活選取供電方式，如下：

注：圖五中變送器電源地和信號地共地可實現三線制應用。

2.應用于DCS和PLC 控制回路中

DCS和PLC控制器輸出的控制信號（0/4~20mA）輸出到執行結構過程中往往由于地電勢等干擾導致控制信號不穩定從而引起執行結構的誤操作等嚴重事故。T1100L-F可有效濾除這些共模干擾保證系統可靠穩定運行，同時它滿足二線制回路供電的要求，安裝簡便，可以節省大量電纜和安裝維護成本。解決方案框圖如下：

五、小結

金升陽無源回路供電隔離變送器模塊T1100L-F 滿足二線制回路供電要求，并且供電方式靈活提供輸入回路和輸出回路供電兩種供電方式供選擇，能夠有效的隔離信號傳輸過程中地電勢差干擾等共模干擾減少信號的擾動，并且具有模塊化小體積、高線性度、高精度、高集成度、低溫漂、高隔離電壓，提供了高可靠高效率的信號采集和信號控制回路的解決方案。

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