信号隔离器的工作原理（信号隔离器安装位置选择）

摘要：在自来水处理过程中，过滤和消毒是重要环节之一。加药室在这个环节中发挥着重要的作用。这里，自来水源通过添加明矾和氯进行处理，直接影响所供应自来水的浊度、PH值等一系列指标，影响自来水的质量和成本。因此，加药工序是水厂的关键工序之一，需要相关设备来保证该工序的正常运行。信号隔离器就是其中之一，用于保证信号传输过程中的稳定、不失真。

关键词：信号隔离器；自来水；剂量；信号干扰

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概述

水厂加药车间自动控制系统设计时，需要考虑两个系统，即明矾加药系统和加氯系统。注矾系统主要是将明矾剂投入明矾罐中形成明矾液，然后在混合罐中与源水充分混合，然后在折板反应罐中充分反应并凝结成较大颗粒，然后进行沉淀和过滤。该系统主要依靠游动电流检测器（检测液体凝固值）和流量计输出4~20mA电流信号给PLC进行明矾控制。加氯系统分为预加氯和后加氯，两者都是通过加氯器向水中添加氯气。预先加氯的主要目的是消除水中的苔藓等浮游植物藻类，氧化部分有机物，减少亚硝酸盐的产生。后加氯主要是消除水中的细菌、病毒等有害微生物，同时保证工厂水有一定量的余氯，防止水中残留细菌繁殖，防止管道被污染。该系统依靠余氯分析仪（检测水中的氯含量）和流量计输出4~20mA电流信号给PLC进行余氯控制。通过以上信息我们可以了解到4~20mA电流信号在控制系统中起着决定性的作用。如何保证信号能够不间断、准确地从传感器传输到PLC，是我们接下来讨论的关键。

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有关信号传输的常见问题

工业变送器输出信号中通常使用的信号有电流信号和电压信号，其中电流信号（4~20mA）选用最多。与电压信号相比，电流信号具有传输距离远、抗干扰能力强等优点。

虽然电流信号（4~20mA）具有上述优点，但在很多使用场景中，如果信号线直接从变送器连接到PLC等设备，会观察到异常信号跳动，无法准确采集信号。造成这种现象的主要因素是地环路干扰，因为工控现场发射机到控制室通常距离较远（几十米甚至更远）。变送器和PLC基本上都需要接地线。该位置通过大地和信号连接线形成一个巨大的接地环路。

接地环路干扰图

接地环路可以近似相当于一个大型环形天线，从环境中拾取噪声信号并干扰正常信号。工业现场环境通常比较复杂，容易产生各种噪声信号。接地回路不仅会造成信号不稳定甚至失真，还会导致控制系统异常，造成不可逆的损坏。

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常见解决方案

解决上述地环路干扰，直接的方法就是切断地环路。那么如何打破接地环路呢？变送器和控制器不是直接用电线连接，而是通过信号隔离器连接，因为信号隔离器具有电气隔离的功能，有效阻断接地回路的形成。

信号隔离器接入图

信号隔离器通过电磁或光耦合隔离将信号从输入端耦合到输出端。正常的通讯信号可以无障碍地从输入端传输到输出端。电磁隔离和光耦隔离有效阻断变送器到控制器的电气连接，直接切断地环路，有效避免地环路干扰。因此，信号隔离器在工业自动化控制领域发挥着重要作用，保证相关测控系统能够正常、平稳运行。

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BM100信号隔离器

概述

BM100系列信号隔离器用于工业生产中，增加仪表的负载能力，保证同一信号连接的仪表互不干扰，提高电气安全性能。 BM100信号隔离器输入支持三种输入模式，兼容传感器的三种接线方式。它将输入信号隔离并输出，安全地传送给二次仪表或PLC/DCS使用。

BM100信号隔离器接线图

BM100系列信号隔离器外观图

技术参数

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结论

信号隔离器具有信号中继、信号匹配、信号隔离、信号滤波等特点。在工业控制中，基本存在以下几种情况：1.信号传输距离长，2.传感器、执行器与PLC等设备的信号接口不匹配，3.工业现场环境复杂，存在多种情况。干扰信号很容易耦合到正常通信信号中，导致信号失真，造成严重的设备损坏甚至事故。信号隔离器的使用可以有效解决上述问题，保证自动化控制系统安全、平稳运行。