信号调节——为什么和如何

现代集成电路(IC)技术和微处理器IC的进步使得在整个工厂中分配过程控制功能变得实用和经济高效。这种体系结构是通过将过程控制功能划分为几个部分来实现的，这些部分可以由中央系统计算机监督，也可以自主操作。

考虑到这一点，为什么要在控制和数据采集系统中使用信号调节模块(scm) ?

• 标准化所有传感器输出信号。然后，每个传感器以相同的电压(电流)水平传递信息。这简化了布线，标准化了所有接收ADC(模数转换器)前端，并使传输的传感器信息信号高于注入的EMI噪声水平。

• 通过标准化的信号电平和比例因子，可以添加或升级传感器- scm组合，以方便系统扩展或使用对系统控制软件影响最小的新传感器技术。

• 直接在传感器位置建立传感器信息的通用缩放和线性化。

• 从远程传感器和相关的调理模块到接收设备的路径通常穿过许多地节点，并且可能经历不期望的地回路感应电压。scm提供三路隔离(信号、场侧激励和计算机侧电源)，消除了这些接地回路退化问题。

• 减少系统平均维修时间，因为单个传感器信号调节模块允许通过更换SCM来修复现场故障。

• 噪声滤波在大多数ADC卡上可用，用作基于微处理器的控制器的模拟前端输入。然而，使用先进的高质量多极滤波器的单个scm提供更好的抗噪性和自定义滤波。

• 具有标准化隔离信号电平的scm提供了一个简单的接口，用于危险环境所需的固有安全屏障。

• 使用4- 20ma电流环路传输模拟现场数据的scm为系统工程师提供了额外的优势。例如，一个单独的电流回路单片机可以与现场监视器、自主控制器和主控制计算机在一个现场回路中进行接口。

• 具有输入隔离和多极滤波的优质单片机提供以下保护:在60Hz时，正常模式抑制超过85dB;50-60 Hz共模抑制超过160dB;共模电压连续1500 Vrms;240vrms连续差动输入过载带反极性;ANSI/IEEE C37.90.1-1989暂态保护。

如何使用它们

datatforth的SCM5B47输入保护三路隔离信号调理模块原理图。

scm有许多标准的包样式，为系统工程师提供了几种利用上面列出的优点的方法。scm采用标准的5B和7B封装，每个封装都可以插入现场安装的“主板”，该主板可以通过直接多路复用模拟线或光隔离串行RS-232类型链路与控制设备接口。现场传感器接线直接连接到模块主板与典型的仪表现场接线端子。也许最通用的SCM封装方法之一是DINrail系统，它允许单独的独立模块安装，具有可移动的现场接线连接，用于即时模块更换，并使用模拟，串行或高速总线技术选择输出方案。

Bob Smith, Dataforth公司的副总裁，www.dataforth.com

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