德國KNICK隔離器

問題列表

1、軌道交通中的應用 +

軌道交通發展的日益加快，帶來了設備良好的市場前景，作為重要軌道交通設備之一的發展也迎來了令人欣喜的局面。信號隔離器 (有名測量放大器)作為直流開關柜*的部件之一，對它的需求也與日俱增。

軌道交通使用呻直流電壓高達上千伏，這對二次儀表或其他檢測設各帶了危險。Knick P40000系列高壓隔離器，工作電壓3600V，測試電壓l5000V，完夠勝任高壓直流開關柜中 的電氣隔離功能，完成對低壓設備的保護。

2、模擬信號I/O的電氣隔離。 +

原理

信號隔離器將變送器或儀表的信號通過電磁器件進行隔離，保證信號、電源、地面之間的獨立。

具體功能

1、保護下級控制回路。
2、消除環境噪聲對測試電路的影響。
3、擬制公共接地、變頻器、電磁部件對PLC/DCS的不明脈沖干擾。

應用行業

電力、冶金、化工、交通運輸等行業

其它型號

3、電氣隔離基本知識 +

PLC系統外圍模似I/O的安全電器隔離。

雖然今天數據總線系統無處不在，模似信號傳送仍然起著重要的作用，確切的說是傳送這些測量值到控制中心和進一步處理測量信號用于測量任務、控制和信號工程。0（4）…20mA電流和0…10V的電壓信號被用作標準信號。系統的可靠性由無干擾、準確傳送的信號決定。

電位干擾

在大致的工業環境中有很多不同種類的干擾沖突。
1、電容或電導耦合高頻虛假信號的電位源。
2、接地電位的不同導致寄生電壓和失真的測量值。
3、開關操作或電火花能快速產生瞬時電位傳到下游，影響甚至破壞測量設備。

可靠的解決方案

一個zui重要的要求就是在準確測量數據，尤其是通過長距離獲得時的三端隔離，即輸入、輸出和電源供應的電隔離。
這能阻止任何影響（包括供電系統），來保證系統的可靠性。Knick(可尼可) VariTrans®系列三端口隔離放大器的出現，能的解決控制器輸入的信號隔離。Knick消滅了錯誤信號和系統故障的一個重要根據。在控制器輸入連接中實行根據EN 61140的安全隔離。
電導耦合的測量錯誤
直接連接測量信號到PLC涉及到電導耦合。這里有兩種形式的電導耦合。兩個或更多主電路的電導耦合和主電路與接地電流電路的電導耦合。問題發生在傳感器參考接地和測量輸入參考點之間有個電壓（共模電壓）。產生的原因，如：
1. 地面和接地點標高的差異
2. 地電位和接地端的電位差
3. 接地保護導線連接分的太遠
共模電壓和共模干擾會發生在測量導線和接地參考點。


原因和影響

當使用不對稱測量輸入時，共模干擾會導致測量錯誤，測量電路電壓和共模電壓沒法區分。依靠對稱輸入（差分輸入）就能解決測量電路電壓和共模電壓原問題。如果通過合適的電路設計，干擾源通過共模調制，使輸出信號和放大的傳感器信號一致。
在高頻時，差分輸入的的共模截止降低，高的共模干擾影響傳感器信號。
在實踐還有更嚴重的問題，可允許的共模電壓通常被限制在很小的幾個電壓，超過允許電壓后就會導致更大的測量錯誤。
電隔離中斷了普通的電路，因此共模電壓理論上變為無效了。隔離距離承擔著共模電壓（隔離電壓、工作電壓）。電隔離的安全性和效力與設計和結構有關。


電隔離：安全性和標準

EN 61140
EN 61140描述電沖擊的測量保護和定義的電路合適電隔離的要求。隔離系統相關的安全電隔離表示為基本保護和附加保護或相當的絕緣。
EN61010-1
特別高安全標等級“安全電隔離”的執行，必須以測量的專門設計及使用材料的絕緣性能保證。相關要求在 “測量、控制和實驗室使用電設備的安全要求”規定。一個重要的參數就是隔離的可靠性（），它描述為工作電壓的規范。要保證安全電隔離大于這個電壓。必須指出的是工作電壓也決定于周圍的環境，尤其是污染等級（環境可能污染的描述）和過壓等級（層電壓脈沖）。層電壓脈沖（也叫電快速瞬變）經常發生在開路和閉路系統的測量點。如：由轉爐產生的，通過交換（電流從一個半導體遷移到下一個）產生有規則的電壓高峰。另外開關操作、發動機電路斷器的電火花能產生數千伏的瞬時電壓。
EN61010-1有著嚴格的測試程序，也考慮增加電快速瞬變和提高保護極限。總之安全電隔離必須陳述包括在污染等級和過壓等級下可靠工作。
EN 61131
可存儲可編程控制器的一個重要基本標準就是根據出版的EN 61131系列標準建立的。系統和外圍設備的相互兼容性是zui先考慮的。標準的第二部分描述可存儲可編程控制器工作運行、貯存和運輸條件的電、機械和功能要求。此外，用于其后測試兼容性的測試方法和程序也被定義。特別是電沖擊保護的機械要求也要被定義。如間隔和移動距離。EN 61131-2的要求在電隔離中必須要考慮。
考慮電隔離符合標準因而是設計的決定性參數，也是系統安全和無干擾工作的前提。


PLC系統的內部電隔離

一個PLC的輸入和輸出的電隔離不是相關電氣隔離要求的真正解決方法。使用電隔離模塊，測量電路和建筑地面之間沒有電氣邊接，而測量電路通常連接在相同的地線。測量電路之間的電氣隔離經常會因為費用和空間的原因而被免除。
然而，如果測量信號用十字連接用共同點直接連接到PLC，這能導致很難追蹤的測量錯誤，這樣PLC的計算是建立在不正確過程數據上的。zui后很明顯的就是低成本的工作系統，不可避免的陷于化費時間和金錢的尋找和修理故障中。
不可避免的是，在一個緊湊殼體中實現大量輸入和輸出的有效、高質量隔離是一個幾乎不可能解決的設計任務。談到度量衡學特性和可靠性，制造商幾乎是不可能找到衷方法的。通常這些模塊沒有安全電氣隔離。也沒有關于額定電壓（工作電壓）、污染等級和過壓等級的信息。因此定性評估安全電隔離是不可能的。


前景

解決“電隔離”問題只有使用專門的隔離放大器才能保證。這些設備*特性就是設計標準基礎符合公司經過驗證規范。這有助于防止測量錯誤，大大提高開放和閉合回路控制系統的安全性和可靠性。
為了增加適應性，除了安全電隔離，隔離放大器也要采取信號匹配的任務。在控制器一使用簡單的模塊（沒有電隔離）也要被考慮。
為了上面提到原因，Knick開發出了用于PLC的隔離放大器。
新開發的PLC隔離放大器可靠隔離和輸送0(4) ... 20 mA 和 0 ... 10 V的標準信號，并提供不需要調整的已校準范圍選擇。 符合根據EN 61140和EN 61010-1的安全電隔離要求。安全電隔離的設計也考慮到了EN 61010-2的要求。設備裝備著變壓器，它有在輸入和輸出/電源供應之間zui高300V AC/DC、過壓等級Ⅱ和污染等級2工作電壓的安全電隔離的隔離系統。測試電壓是2.5kV。很小的電容泄漏保證高的瞬時共模干擾能被可靠隔離和不會導致系統故障。同時設備的結構和轉換技術保證的傳送精度，此外還能達到零點穩定、線性和穩定性。


通用性

三端口隔離的通用性。考慮允許的工作電壓，輸入和輸出電路能應用在任何電位。VariTrans®沒有區別是輸入和輸出隔離放大器的要求主，因為三個電路之間都是相互電氣隔離的。
緊湊的外殼和zui小的自身熱量
Knick隔離放大器的極低電源消耗和很低的自身熱量。使可靠性和使用壽命都得到很大的增長。同時電元件的使用壽命也增長，如VariTrans® PLC隔離放大器的平均故障間隔時間為440年。
緊湊的外殼能得到很好的使用，安裝不需要任何間隙。在標準軌道上每米zui多可安裝163個設備。補給電源的供應可以使用方便的zui多連接41個的插入式梳形插件。


VariTrans® P 27000

靈活的特別的模塊盒來自Knick公司的VariTrans® P 27000隔離放大器可應用在PLC領域中的所有特殊場合。
它能轉換所有輸入電壓和電流到能被PLC輸入模塊處理的標準信號。無極性的測量信號（如0…200V）、同樣也可以是雙極性信號(-150…+150mV),都可以被轉換成用于PLC應用的標準信號（如4…20mA或+/-10V）。
隔離器中的萬用表
480種已校準的可選擇范圍，因而不需要費力的校準。DIP轉換用于VariTrans® P 27000設定輸入和輸出范圍，零點補償，雙極性和無極性傳送及進一步的性能。增益錯誤僅為0.08%的測量值。
在特殊的場合，已校準的操作也能失效，也能通過依靠微調電位差計來調整零點和增益。
寬范圍的電源供給，20…253V AC/DC
綜合的VariPower®三端口開關電源電源供給，有所有上使用電網的連續范圍的電壓，提供一個簡單可靠的工作系統。這種開關電源不僅能使用各種類型號的電壓，也能保證隔離放大器在不穩定電網里的*功能。
緊湊性和可靠性
只有12.5mm寬的模塊盒使用插入螺紋接線端，能簡單和快速安裝和預先連接到開關柜。固定螺紋接線端的盒子能承受很高的機械負載。除了配置生產簡單輸入和輸出范圍，容易打開的盒子也能提供連接和誤調整的保護。
低的能耗和相關的zui小自身熱量能增加可靠性。
結果：五年的質量保證期
 系統可靠性的Knick PLC隔離放大器。
Knick PLC隔離放大器保證標準信號和控制輸入的zui大的可靠性。在這樣一種設計下才能保證設備在有限制和過載情況下的可靠性能。
補償電流，共模干擾和危險電壓被消滅了。系統更加可靠和更安全。

4、隔離放大器基本知識 +

隔離放大器的功能原理
Knick系列隔離放大器都是采用電磁的方式對模擬量信號進行電氣隔離。交流電壓和交流電流更容易被傳送和電氣隔離。變送器是可靠的，容易生產，并且根據配置可以適合高的工作電壓（隔離高壓）。變送器不適合傳送直流信號。直流測量信號首先由一個電子交流發生器轉變為交流。交流電壓通過變送器傳送到第二個電路，并在此調整交流發生器的同步頻率（見圖）和進行必要的傳送或放大。

Knick隔離器的隔離原理

可變脈寬調制PWM的應用

PWM調制

另一個運用是基于PWM的信號處理原理， Knick系列的隔離放大，輸入信號被轉換一個固定頻率的矩形信號。矩形信號的主要循環依靠輸入電壓（脈沖寬度調制）。脈沖寬度調制矩形信號通過傳送器（隔離的）被傳送到輸出端，通過濾器重新轉變成電壓或電流。

5、Knick隔離器的耐壓級別是多少。+

高壓系列如P41000、42000、43000系列zui高的測試電壓可達20000V直流，而常規的隔離器也可以有5000V到600V不等的耐壓級別

6、Knick轉換隔離器的精度是多少？+

zui高轉換精度可達0.08%。

7、為什么Knick的產品有很長的使用壽命。+

Knick公司技術的電路設計，使產品使用zui少的元器件，減少了電子元器件的發熱量。同時高集成的電路使產品的故障率降到了zui低。經過專門的測試，B10000的平均*時間（MTBF）為440年，WG25為300年。因此我們可以放心的提供五年的質量保證期。

8、關于P27000H1-S001。+

P27000H1-S001是Knick公司用P 27000H1根據德國西門子客戶的特殊要求生產的有7種校準測量范圍的隔離器。

9、P27000H1和P27000F1的區別。+

P27000H1和P27000F1的區別在與兩個產品的接線端，H1代表是插入式螺紋，F1代表固定的螺紋。