超薄型信号隔离器

作者:Alexander Lucke 文章来源:德国Detmold市Weidmüller公司 发布时间:2011-05-24


结构紧凑的安装线槽有五个全镀金的或者部分镀金的双片触点

Weidmüller公司研发生产了宽度只有6mm的第4代ACT20M系列模拟信号转换器。在新的8极的CH20隔离器壳内,他们把许许多多的功能集成在6mm宽的模块盒中。

在流程设备自动化中,凡是需要对温度、压力、液位、流量、重量或者流速等参数进行连续性自动化检测或者监控时,都要使用信号转换器。这些流程工艺信号从现场总线检测仪传送到电气控制柜中,必要时还需要进一步处理。这些信号必须受到电气脉冲干扰的隔离保护,信号的转换包括了将热信号(RTD或者TC)和特殊的DC信号转换为普通的信号(例如:4~20mA的电流信号)。

另外,没有独立供电装置的现场总线设备,也需要经模拟信号隔离器的传感器供电装置为现场总线设备供电。这样,不仅节约了费用而且也保障了流程设备工作的安全可靠性。

作为电气技术专家,Weidmüller公司有着生产ACT20M(M=Micro)信号转换器的优良传统,并在此基础上研发生产了新一代6mm宽的模拟信号转换和隔离用的隔离器。这一新系列的产品把更多的功能集成在更加狭窄的外壳内,包括了单通道和双通道的被动式隔离器、万能温度检测转换器、DC隔离放大器以及信号耦合器。八个连接电极增加了辅助功能,例如信号分配器结合传感器电源。

使用者可以舒适的利用DIP开关或者利用FDT/DTM软件对模块进行设置。这一产品在出厂前就根据可能的检测范围进行了标定,因此,用户在买到这种隔离器之后可以马上使用。转换器模块的供电既可通过直接布线进行供电,也可通过Weidmüller的安装线槽供电总线供电。


图1 信号隔离器的配置可以简单快捷的利用DIP开关来完成,也可以利用FDT/DTM工具软件来完成,例如利用WI管理软件

安全性能高

新一代的ACT20M系列产品满足了易燃易爆危险等级Zone 2的使用要求,具有很高的电气隔离性能,能够隔离300V~2.5kV的公称电压。它的检测精度高达0.05%,较宽的工作电压范围16.8V~31.2V,以及其很高的工作温度范围等都能保障工作过程的安全可靠。获得国际使用许可(cULus,Atex Zone 2,FM Div.2,GL,DNV),高达600Ω的负载控制(开关信号放大器)输出电阻使它在世界各地都能够得到广泛的应用。

简单的配置

根据这一产品的使用功能,它既可用DIP跳线开关进行设置,也可以利用独立于生产厂家的FDT/DTM软件进行配置。Weidmüller公司研发生产的所有需要配置参数的元器件都采用了FDT(现场设备集成)技术,可以用他们的WI软件管理工具或者其他合适的FDT/DTM(驱动类型管理)软件对各种仪器设备进行管理。分配式的DTM能够完成各种FDT技术基础上仪器设备的管理和赋值,除了能够舒适的对仪器设备配置参数之外还可以检测到数据和数字化信号。同时,利用DTM还可以准确的识别相连接的仪器设备。

快速的模块更换

ACT20M产品系列可通过线槽供电总线供电。供电的安装线槽有五条电缆,可以简单方便的布置在高度为7.5mm或者15mm的TS 35标准线槽中(DIN EN 60715),从而也省略了费时费力的单线布线。这五根电缆能够承受的最大电流为5A。无需单独的供电系统,因为可以从每一个线槽供电总线中为每一个模块提供电力。这一安装线槽保障了能够快速的更换模块,包括在“连接状态”下更换系统。

总线由耐高温的塑料材料LCP(液晶高分子聚合物)制作而成,具有很高的稳定性。SMD-Bus-耦合继电器与线槽总线供电装置的连接是由五组工作可靠的、全镀金或者部分镀金的双片触点来实现的。线槽供电的导电排也是镀金的,从而保障了无干扰、无故障的可靠工作。

ACT20M系列产品从2010年秋开始投放市场,其中包括一个通用的带有传感器供电电源的信号耦合器(一个模拟输入端、两个模拟输出端)和一个通用的DC直流-温度检测转换器(通用输入端和模拟输出端)。两个模块都获得了c-UL-us,Atex Zone 2,FM Div.2,GL,DNV的认证许可,允许在世界各地使用。


图2 新型信号隔离器应用举例

新型的耦合器

新型的、带有传感器供电电源的信号耦合器(ACT20M-AI-2AO-S)带有一个模拟的DC信号(电流、电压)输入端和两个模拟的DC信号(电流、电压)输出端。这一信号耦合器采用的是四路隔离,可通过安装线槽供电。其两个信号输出端可以与控制系统或者与显示设备连接(例如带有报警触点的状态显示)。这一模块的工作精度为0.05%,工作温度范围在-25~70℃之间,其绝缘电压为2.5kV。

新型的DC-温度检测转换器ACT20M- UI-AO-S运用了这一耦合器,有一个通用的输入端(电流、电压、温度、电位、电阻等信号),三路隔离,同样也可经Weidmüller线槽总线提供电力能源。

过电压保护

6mm宽的ACT20M系列产品具有很高过电压保护能力,它们配备了Weidmüller公司研发生产的Varitector SSC 6AN过电压保护。在这种小型化技术的基础上,这种过电压保护功能被集成到ACT20M系列产品中。

新的过电压保护接线端能够对模拟的数字检测电路、控制电路和调节电路进行有效的保护。它有6个导线端,一个附加的LED功能显示屏,一个直接屏蔽端和一个到两个隔离端断路开关,能够简单、快捷地断开需保护的信号电路。这种“断开”能够保障顺利地进行检测和检验。所有的检测仪器设备都可以用检验插头(PS 2.3mm)进行连接,而这种接头本身就带有梅花头或一字槽螺钉。螺钉接线端(接线柱组件)允许的导线横截面积为0.5~6mm2,保障了无振动的连接。

结语

Weidmüller公司推出的ACT20M系列产品是一系列宽6mm、结构紧凑的新型模拟信号隔离器。结构非常紧凑的ACT20M降低了费用、提高了设备的可用性、降低了设备的复杂性。它包括了单通道和双通道无源隔离器产品 (输入回路供电), 一款通用温度和直流隔离器产品和两款分配器产品,实现了高可靠隔离,高精度,宽工作温度范围,以及给变送器配电灯功能。

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