XS(XSA)系列隔离器(安全栅),是面向现场传感器和执行器的信号转换仪表,转换结果为高内阻恒流信号4~20mA , 可长距离无损耗传输。该系列产品均能够确保现场信号跟连接设备实现高压电气隔离,在系统电源、输入、输出信号三者之间,形成零电流或零电位差属性的简单连接关系,保持信号传输准确平稳;也将复杂的地线配线技术难度及成本降到最低。其中的XSA安全栅各型号产品,同时具有防止危险能量通过转换电路馈送到爆炸性气体现场的能力,维持信号现场达到对应的安全防爆等级。防爆、隔离、转换三种功能,是该系列产品的主要特性。
XS(XSA)的输入与输出的通道型式有1入1出、1入2出、2入2出三种类型。分为XS系列隔离器和XSA系列安全栅两大类型,电路排版以隔离式安全栅产品为主体,不装配本安电路部件,构成隔离器。
XS(XSA)外部结构特点是外形体积小,表头和底座分离,两者之间采用插拔
方式进行连接,端子功能固定,接线标准化,不同功能表头均使用相同底座,
可任意互换;XS(XSA)底座采用并联母线背板供电方式,电源线压降低,热
量小,具备可预接线功能,可实现仪表盘接线通用化。XS(XSA) 内部结构特
点是通用部件使用率高于 90%,功能电路采用模块化,单机产品实现模板化。
XS(XSA) 电路特点是电气节能。变压器电压隔离和负载自适应的实用电路,输入隔离电路消耗电流<500μA,输出隔离电路消耗电流<200μA。不采用硬承受功率的电路和散热结构,微型封装器件选用比例>90%,除防爆和防浪涌等保护电路之外,不使用功率器件,整机无散热槽孔,导轨密集安装的温升<10℃。
XS(XSA) 的性能特点是精度为±0.05%FS,在一般控制室范围内,无温度和时间漂移,长期使用和存储均可保持准确度,不需校正。跟标准计量表一样,不设外部零点和满度电位器 (含一入多出)。文内提供两种简易检测方法, 可以有效保障计量精度, 降低检测成本。
XS(XSA) 安装属性特点是端口保护措施完备,对所有端口可能出现的开路短路,±24V电源在任意两端口之间的错接误接,提供独立及持续的保护功能。可选用工位号显示以利于误接线等故障排除。在满足整机精度前提下,设计的失效率控制值<0.05%。
概述
1.精度±0.05%。温度漂移:典型值<±1μA/10℃,-20到+80℃烘箱实验,典型值<±10μA。
2.测试预热的时间为零。
3.长期通电和放置时间漂移<±2μA/半年(每月1000台递推批量验证)。
4.负载自适应宽范围输出0~800Ω , 输出信号变化<±2μA。负载减小, 电源
电流对应减小(输出电路在0~800Ω负载范围内的最大功耗<20mW, 不产
生热量,不采用功率器件和散热结构。) 输出信号从4~20mA扩展0~20mA。输出纹波典型值小于5mVAC。
5.生产和调校不对零点进行调整;老化和出厂检验不对零点和满度进行校准,
以此保障和验证产品出厂以后,现场也不需要对零点和满度进行调整。
6.供电范围20~30V,电源电路转换效率>90% , 不产生热量。开关调压方式供电电源。输入电压越高,电流越小。在有条件时,建议的供电电压为30V。相对24V供电, 电流下降30%, 大幅度降低电源线耗损。
7. 联母线背板供电方式: 5线双面并联方式组成供电电源线地线和正极,在导轨上形成一体化母线,无连接点。单根母线累计覆铜宽度>3mm×4=12mm。线阻0.041Ω/m。(铜箔厚度0.035mm,截面积 12×0.035 = 0.42mm2,导电率0.0172,长度1m,线阻 R= 0.0172 × 1/0.42 = 0.041Ω/m)
电气性能
8.辅助性质电源端子: 批量使用时应通过背板母线与电源连接,一般情况下,辅助电源端子只在测试或者只有少量表的情况下使用。
不建议在辅助电源端子上使用双线串联连接,或者使用串联拼接型路桥供电方法;设每台表连接点接触电阻5×2=10mΩ,100台表连接点阻值为1Ω,通过5A电流压降为5V,功率25W;平均每台表电源连接点功耗为0.25W。由于导轨前段连接点电流大,后段连接点电流小,热量集中在前段,散热不匀,使局部产生高热甚至电源开路。必须采用上述方式供电时,电源线应进行分组,每对电源线负载不要超过15台。
9.无热量电路方式: 电路内部可能出现硬承受功率(撑电)的部件均工作在开关状态,不产生热量。电源,配电,输出负载等电路不采用大中功率器件和散热装置。微封装器件上板比例>90%。电路工艺全部采用功能模块化,单机模板化统一模型。
10.通用安全栅(隔离器)可按不同接线方式切换配电,电流,热偶,热阻,毫伏,滑线电阻等信号输入,无需拨码开关介入。支持 Windows 及Android系统的PC/手机/平板电脑组态设定。
1. 上电冲击保护
上电冲击电流>正常工作电流2倍, 缓启动电路使上电电压从0V缓慢 (>20mS)上升到额定值,呈斜坡状,以消除冲击电流。
2. 电源反接保护
电源反接时,串联于电源回路中的二极管反向阻断。
3. 配电保护
配电短路或配电回路电流>28mA (±2mA),进入保护状态。保护启动后,保护管工作在开关状态。导通时压降为零,断开时电流为零。由此保护管承载功率为零,不产生热量。适于采用微封装器件。
故障排除后,不需重新启动,保护管自动恢复导通状态(保护管压降为零,不承载功率)。保护电流大小可准确定位。
注:配电输出钳位电流可以根据需要定制大小,订货时需说明。出厂默认值28mA(±2mA)。
保护功能
4. 输出保护
输出钳位电流25mA (±1mA),保护后继设备。
输出负载为0Ω时,负载供电电压0.8V,驱动管压降在20mA时0.3V,承受功耗6mW,在4mA时为0.7V,承受功率2.8mW,即使在负载等于800Ω时也是如此,输出电路没有热量产生。
5. 端口保护
出现浪涌电压或者误接线时:
● 电源,输入,输出自身回路的两个端子之间,可承受<±24V有效值的外回路电压,不损坏。
● 输入、输出、电源三者之间,可承受2500V有效值/1分钟,不损坏。
● 端子误接形成的短路,开路,不损坏。
6. EMC防护
符合IEC 61326-1 (GB/T 18268) , IEC 61326-3-1标准。
1. 外形尺寸
外形尺寸为:14.5×102.6×100(mm)
结构特征
外形结构图/尺寸图
4. 仪表盘预接线功能和冷端补偿
● 接线端子安置在底座上,端子功能固定。预接线时表头不插,按标准化方式预布接线。
● 冷端补偿元件置于每个底座上。非热偶输入表头插入该底座,与补偿元件不产生电连接,不影响使用。补偿元件的误差为0.2℃, 表头换插底座带来的误差在该范围内。
● 底座温度与盘底接线端子排温度一致,热电偶冷端自动移动到盘底端子排上。盘底端子排到底座之间使用普通导线统一预接完成,连接不采用补偿导线也能满足冷端补偿精度要求。工艺号可先接线再定义,然后将对应对象的表头插入已预接线底座,在盘底端子排接入对应信号即可。以此实现仪表盘通用化和标准化,利于批量预生产,相同布线的仪表盘,可使用于不同工艺的工程项目。
注:卡装式表冷端补偿元件安装在安全栅(隔离器)内部,卡装表输入端子成为热电偶冷端,安全栅(隔离器)本身发热, 会使卡装表端子的温度高于盘底接线端子排5-10℃,两者之间的连接必须配用对应热电偶型号的补偿导线,否则会产生5-10℃测量误差。这造成每个仪表盘布线不相同,可预接功能不能实现。
2. 插装式结构、通用底座型接线端子
● PC(聚碳酸酯)+ABS 材质外壳。表头与底座为插拔式结构。
● 接线端子布置在底座的两端。其中, 输入端子:最多 2 个,每个 2 孔,功能
和顺序固定不变。输出端子:最多 2 个,每个 2 孔,功能和顺序固定不变。
辅助电源端子:1 个(或不用,无源隔离器时),每个 2 孔,功能和顺序固定不
变。XS 系列隔离器的接线端子均为白色或灰白色;XSA 系列安全栅的本安侧
端子为蓝色接线端子(通往现场危险侧本安设备),非本安侧为白色或灰白色接
线端子(通往安全区的控制系统或其他仪表)。
● 导轨供电方式的产品, 底座安装卡口处的电源接点有5个,其中两边的为正
极,中间3个接点为负极 (参见外形结构图)。 产品卡装在专用供电 DIN 导轨上,正反安装都不受电源极性影响。
● 插拔结构是电器安装使用最广泛的传统标准形式,端子固定,一次性接线
后来需再移动和核对,端子和表头分离,可预接线,也是维修时间最短,更
换操作最安全的电器安装方式之一。
3.USB接口
● 通用信号隔离器或安全栅的 USB 接口安置在表头上。
● 使用 USB-CR2206 适配电缆通过USB接口连接计算机和安全栅(或隔离器)。无需另行通电。供电由计算机通过 USB 接口提供。
● 在通电或不通电状态下,都可以使用安装有《R 系列控制软件 V1.4》程序的计算机,在安全区,通过计算机进行组态设定。可以在不加输入信号时进行组态设定,并保存设定的参数。
● 组态设定完成后,若需要进行测试校验,请接入输入信号、高精度电流表、
24VDC 供电电源。正确连接后进行测试校验操作。零点、满量程、偏移校准
均可通过软件完成。
通过USB接口组态设定连接示例图