Барьеры с гальванической развязкой
Барьеры искробезопасности с гальванической развязкой
Применительно к ним часто используют термин «активные». Объединяют в одном компактном корпусе преобразователь сигнала и барьер искрозащиты. Преимущества применения этого типа барьеров искробезопасности во многом обусловлены наличием гальванической развязки, которая сама по себе является фактором, увеличивающим «выживаемость» системы. Каналы, защищенные такими барьерами, обладают более высокой помехоустойчивостью. Искрозащиту организовать проще, т.к. активный барьер не требует заземления.
Для представления общего устройства барьера искрозащиты с гальванической развязкой рассмотрим упрощенную схему барьера с гальванической развязкой (рис. 1), предназначенного для защиты цепей дискретных датчиков.
Схема активного барьера искробезопасности работает следующим образом. Напряжение питания, от источника питания (ИП), преобразуется генератором (Г) в переменное напряжение (U
) и передается трансформатором (Т) в выпрямитель (В). После выпрямителя стоит схема ограничения тока и напряжения, работа которой знакома нам по работе шунт-диодного барьера искрозащиты. Таким образом, контакты датчика (D) опрашиваются сигналом с искробезопасными параметрами. Когда контакты датчика замкнуты, загорается светодиод оптопары DA, что, в свою очередь, приводит к открытию (замыканию) транзистора этой оптопары, и сигнал с датчика поступает на контроллер.
Рис. 1. Структурная схема барьера искробезопасности с гальванической развязкой
VD — шунтирующий диод (стабилитрон); R — резистор; F — предохранитель; Д — дискретный датчик; А — оптопара; Т — трансформатор; Г — генератор; В — выпрямитель.
В представленной схеме гальваническую развязку обеспечивают два элемента, это трансформатор (Т) и оптопара (АD). Фактически эти элементы разделяяют схему на две части (синее сечение) — цепь датчика (слева) и цепь приборов (справа), это обеспечивает искрозащиту, не требующую заземления.
Достоинства барьеров искрозащиты с гальванической развязкой
- Не требуют заземления.
- Наличие гальванического разделения.
- Не выходят из строя при штатном срабатывании (нет сгорающего предохранителя).
Недостатки барьеров искрозащиты с гальванической развязкой
- Требуют источника питания.
- Относительно высокая цена.
Номенклатура барьеров искрозащиты с гальванической развязкой производства ООО «Ленпромавтоматика»
Рекомендуемое применение барьеров искробезопасности с гальванической развязкой
Применение
Модели
Особенности
Питание и защита цепей подключения датчиков с токовым выходным сигналом.
Высокая точность преобразования.
Диагностика КЗ и обрыва цепей подключения датчика (фиксированное значение выходного сигнала).
Широкий диапазон напряжений питания.
Потенциальный выход 0. 5 В.
Токовый выход 0. 20 мА (4. 20 мА), т.е. обеспечивает передачу токового сигнала 1:1.
Сертифицирован как средство измерения.
Два канала в одном корпусе.
Широкий диапазон напряжений питания.
Токовый выход 4. 20 мА.
Питание и защита цепей подключения исполнительных устройств с токовым выходным сигналом
Два канала в одном корпусе.
Широкий диапазон напряжений питания.
Питание и защита цепей подключения датчиков типа «сухой контакт».
Два канала в одном корпусе.
Широкий диапазон напряжений питания.
Высокая нагрузочная способность выхода (оптореле).
Питание и защита цепей трёхпроводного подключения терморезисторов.
Широкий спектр модификаций, охватывающий различные диапазоны измерений, типы и НСХП терморезисторов.
Диагностика обрыва любой из трех линий связи с терморезистором (фиксированный выходной сигнал). Наличие ФНЧ.
Широкий диапазон напряжений питания.
Потенциальный выход 0. 5 В.
Питание и защита цепей, прием синалов от дискретных датчиков, в том числе с выходом NAMUR (EN 60947-5-6).
Возможность реализовать контроль цепи практически для любых пассивных дискретных датчиков.
Диагностика обрыва и короткого замыкания линии связи с датчиком.
Легкое согласование с любыми устройствами.
Многоканальные исполнения (1, 2, 3, 4 канала).
Питание и защита цепей подключения датчиков типа «сухой контакт» или «открытый коллектор», объединенных общим проводом.
Возможность объединять первичные преобразователи с пассивным выходом типа «сухой контакт» или «открытый коллектор» по общему проводу.
Выходы барьера выполнены по схеме «открытый коллектор» в виде исполнений «верхний ключ» и «нижний ключ».
Светодиодная индикация срабатывания датчика.
Питание и защита цепей, прием и преобразование сигнала от термопреобразователей сопротивления и термопар, полное гальваническое разделение.
Линеаризация сигнала, преобразование в выходной унифицированный сигнал постоянного тока 4…20 мА. Самодиагностика целостности программного обеспечения, наличия питания, работоспособности микроконтроллера, неисправностей во входных цепях. Поддержка 4-проводной и 3-проводной схемы подключения ТС. Широкие возможности при конфигурировании. Светодиодная индикация.
Параметры внешних искробезопасных электрических цепей активных барьеров
Изделие
Тип защищаемого канала
Маркировка взрывозащиты
Максимальные параметры внешних искробезопасных электрических цепей