以工業(yè)自動(dòng)化控制系統為例，控制系統需要通過(guò)多路的信號采集來(lái)對現場(chǎng)設備的運行狀態(tài)進(jìn)行判斷和控制，這些參數包括設備的各種運行數據，如工作電壓、電流、壓力、振動(dòng)、轉速等運行數據以及關(guān)鍵部件溫濕度等各類(lèi)環(huán)境參數。

 

但在實(shí)際的工業(yè)現場(chǎng)中，伴隨著(zhù)大量設備的運行，還會(huì )產(chǎn)生許多有害的干擾。主要是浪涌、群脈沖以及一些高頻的電磁信號。這些干擾信號通過(guò)現場(chǎng)設備上的傳感器耦合到控制系統，會(huì )對現場(chǎng)的信號采集產(chǎn)生嚴重干擾，輕則影響采樣精度，造成錯誤報警，嚴重的話(huà)會(huì )直接損壞控制系統。

 

該如何消除干擾信號對控制系統的影響？

 

要消除干擾信號對控制系統的影響，通常用以下的方法改善：

 

1、首先是要保證傳感器到控制系統的物理隔離，阻斷干擾信號到控制系統的耦合路徑，其常用的方法是通過(guò)信號隔離模塊來(lái)實(shí)現傳感器到控制系統的物理隔離；

 

 

2、其次是對現場(chǎng)干擾源的處理，通過(guò)排查確定干擾源，一般一些大能量設備的開(kāi)關(guān)導致的dV/dt或者dI/dt，進(jìn)而造成電磁干擾，設法對干擾源進(jìn)行處理，其實(shí)對現場(chǎng)設備而言難度是較大的；

 

3、最后也可以通過(guò)濾波的方式使干擾信號的大部分能量不經(jīng)過(guò)控制系統，同樣可以改善系統的抗干擾特性。

 

多通道信號采集中信號隔離方案

 

多通道信號采集中信號隔離方案框圖

 

應用解決方案如上圖所示，是在多通道信號采集中較為經(jīng)濟且可靠的一種信號隔離的方法?？刂葡到y中的MCU通過(guò)多路選擇開(kāi)關(guān)4052對現場(chǎng)各傳感器采集的電信號進(jìn)行選擇選通，然后通過(guò)信號隔離模塊進(jìn)行電壓/電流信號的隔離傳輸，然后再由ADC進(jìn)行采樣，轉換為數字信號。多路選擇開(kāi)關(guān)4052的選通信號通過(guò)光耦OP1、OP2來(lái)實(shí)現，4052以及光耦驅動(dòng)均通過(guò)信號隔離模塊進(jìn)行供電，無(wú)需再單獨設計隔離電源。

 

 

其中信號隔離模塊采用的是TE_T/TN_T，它是金升陽(yáng)科技所開(kāi)發(fā)的電壓信號調理模塊系列，具有高集成度、高精度、高可靠性、小體積以及表貼封裝等特點(diǎn)。因為集成了信號處理、信號隔離以及電源隔離功能，可以使用戶(hù)在進(jìn)行電路設計時(shí)更為方便，減少了設計、調試的問(wèn)題。信號輸入以及輸出滿(mǎn)足2000VAC的電氣隔離電壓，可以輕松應對大部分的工控應用領(lǐng)域，pF級的隔離電容可以有效阻斷干擾信號的能力傳遞。此外具有極低的線(xiàn)性誤差0.04%typ以及極低紋波噪聲20mVtyp，其21*14.5*6.4mm的小體積表貼式封裝可以滿(mǎn)足客戶(hù)的SMT工藝。廣泛應用于高精度信號隔離處理的應用領(lǐng)域、尤其是煤礦、電力、風(fēng)電等領(lǐng)域。

 

四、小結

 

多通道信號采集技術(shù)應用廣泛，金升陽(yáng)結合自身技術(shù)平臺優(yōu)勢和自主創(chuàng )新能力，針對其信號干擾問(wèn)題提供完整電源解決方案，提升系統的穩定性、安全性、可靠性。

 

 

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