淺談信號隔離器之“有源信號”&“無源信號”

從事自動化控制工作的儀表人如果不清楚無源信號、有源信號、無源接點(diǎn)(干接點(diǎn))、有源接點(diǎn)(濕接點(diǎn))，必然為之困惑。

（一）無源信號和有源信號（模擬量）

（1）無源信號和有源信號定義

對于電流信號而言，若設(shè)備有獨(dú)立的工作電源線，那它提供的信號輸出(比如4-20mA)為有源信號；若設(shè)備本身無獨(dú)立工作電源，它提供的信號為無源信號。三線制儀表、四線制信號隔離器的輸出信號為有源信號，二線制信號隔離器輸出為無源信號。

（2）如何采集無源信號和有源信號

①對于有源信號的采集很簡單，首先要接通信號源設(shè)備的電源(通常有三線制和四線制兩種)讓設(shè)備正常工作，其次將采集設(shè)備輸入接口的正端和負(fù)端分別與信號源設(shè)備的正端和負(fù)端對應(yīng)連接行。

②對于無源信號的采集，首先需要一個直流24V電源(因?yàn)樘峁o源信號的二線制儀表無獨(dú)立的工作電源，當(dāng)它需要輸出4-20mA信號時，它的工作電壓需要外部設(shè)備來提供。這個DC24V電源可以是獨(dú)立電源，也可以是無源信號采集設(shè)備配電功能提供)；其次二線制儀表、DC24V電源和無源信號采集設(shè)備三者之間的應(yīng)形成正確回路：DC24V電源正極接二線制儀表4-20mA輸出的正極，二線制儀表4-20mA輸出的負(fù)極接入采集設(shè)備4-20mA信號輸入端正極，采集設(shè)備4-20mA信號輸入端負(fù)極接DC24V電源負(fù)極，這樣就形成完整的回路。

（二）有源接點(diǎn)和無源接點(diǎn)（開關(guān)量）

（1）無源接點(diǎn)的定義

    無源接點(diǎn)俗稱干接點(diǎn)或無源開關(guān)，干接點(diǎn)是一種電氣開關(guān)，具有閉合和斷開的兩種狀態(tài)；2個接點(diǎn)之間沒有極性，可以互換。

（2）常見的無源接點(diǎn)信號

①各種開關(guān)如：限位開關(guān)、行程開關(guān)、腳踏開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、溫度開關(guān)、液位開關(guān)等；

②各種按鍵；

③各種傳感器的輸出，如：環(huán)境動力監(jiān)控中的傳感器：水浸傳感器、火災(zāi)報警傳感器、玻璃破碎、振動、煙霧和凝結(jié)傳感器；繼電器、干簧管的輸出。

（3）有源接點(diǎn)的定義

有源接點(diǎn)俗稱濕接點(diǎn)或有源開關(guān)，具有有電和無電的兩種狀態(tài)；2個接點(diǎn)之間有極性，不能反接。

（4）最常見的有源接點(diǎn)信號

①把以上的干接點(diǎn)信號，接上電源，再跟電源的另外一極作為輸出，就是有源節(jié)點(diǎn)信號。工業(yè)控制上常用的濕接的電壓范圍是DC0-30V，標(biāo)準(zhǔn)的是DC24V；電氣設(shè)備二次回路中通常的濕接的電壓范圍是AC110-380V，常用AC220V或AC380V濕接點(diǎn)。

②把TTL電平輸出作為濕接點(diǎn)，也未嘗不可；一般情況下，TTL電平需要帶緩沖輸出的，例如：7407、245、244等，與VCC等構(gòu)成回路；244、245也可以跟gnd構(gòu)成回路；才能驅(qū)動遠(yuǎn)方的光耦。

③NPN三極管的集電極輸出和VCC。

④達(dá)林頓管的集電極輸出和VCC。

⑤紅外反射傳感器和對射傳感器的輸出。

（5）無源接點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)

在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用中，因無源接點(diǎn)(干接點(diǎn))無極性限制，其數(shù)量遠(yuǎn)多于有源接點(diǎn)，無源接點(diǎn)有如下優(yōu)點(diǎn)：

①隨便接入，降低工程成本和工程人員要求，提高工程速度。

②處理干接點(diǎn)開關(guān)量數(shù)量多。

③連接干接點(diǎn)的導(dǎo)線即使長期短路既不會損壞本地的控制設(shè)備，也不會損壞遠(yuǎn)方的設(shè)備。

④接入容易，接口容易統(tǒng)一。