光电隔离器项目可行性研究报告
光电隔离器项目可行性研究报告
泓域咨询丨规划项目
目录
第一章光电隔离器项目绪论 (1)
一、光电隔离器项目名称及承办企业 (1)
二、光电隔离器项目提出的理由 (1)
三、光电隔离器项目选址及用地规模控制指标 (1)
四、环境保护及安全生产 (3)
五、光电隔离器项目投资方案及预期经济效益 (3)
六、光电隔离器项目建设进度规划 (5)
七、光电隔离器项目综合评价 (5)
八、主要经济指标一览表（见附表） (7)
第二章报告编制说明 (8)
一、报告说明 (8)
二、报告编制范围 (8)
第三章项目建设背景及可行性分析 (12)
一、项目建设背景 (12)
二、项目建设可行性分析 (12)
第四章建设规模和产品规划方案合理性分析 (16)
一、建设规模及主要内容 (16)
二、产品规划方案及生产纲领 (16)
三、产品方案合理性分析 (17)
第五章光电隔离器项目选址科学性分析 (19)
一、项目建设选址原则 (19)
二、项目用地总体要求 (19)
三、光电隔离器项目选址综合评价 (22)
第六章工程设计总体方案 (23)
一、工程设计条件 (23)
二、建筑规划方案 (25)
三、采用的标准图集 (25)
第七章工艺技术设计及设备选型方案 (27)
一、工艺技术设计确定的原则 (27)
二、工艺技术方案 (28)
三、设备选型 (30)
第八章光电隔离器项目环境保护分析 (32)
一、建设期环境影响分析及防治对策 (32)
二、运营期废水影响分析及防治对策 (35)
三、运营期废气影响分析及防治对策 (36)
四、运营期固废影响分析及防治对策 (37)
五、运营期噪声影响分析及防治对策 (38)
六、综合评价 (38)
第九章节能分析 (40)
一、项目所在地能源消费及供应条件 (40)
二、项目节能措施 (40)
三、项目预期节能综合评价 (41)
第十章组织机构及人力资源配置 (42)
一、项目建设期管理 (42)
二、项目运营期组织机构 (42)
第十一章光电隔离器项目实施进度计划 (45)
第十二章投资估算与资金筹措 (47)
一、投资估算的依据和说明 (47)
二、建设投资估算 (47)
三、光电隔离器项目总投资估算 (52)
四、资金筹措与投资计划 (54)
第十三章经济评价 (56)
一、经济评价财务测算 (56)
二、光电隔离器项目盈利能力分析 (61)
三、财务生存能力分析 (63)
四、不确定性分析 (63)
第十四章光电隔离器项目综合评价结 (67)
第十五章光电隔离器项目附件报表 (69)
一、固定资产投资估算表 (69)
二、流动资金估算表 (69)
三、总投资及构成一览表 (69)
四、项目投资使用计划与资金筹措表 (70)
五、资金来源与运用一览表 (70)
六、项目借款还本付息计划表 (71)
七、营业收入税金及附加和增值税估算表 (71)
八、达纲年综合总成本费用估算表 (71)
九、利润与利润分配表 (72)
第一章光电隔离器项目绪论
一、光电隔离器项目名称及承办企业
（一）项目名称
光电隔离器项目
（二）项目建设性质
本期工程项目属于新建项目，主要从事光电隔离器的研制开发与制造业务。
（三）项目承办企业
项目承办企业名称：xxx有限公司。
二、光电隔离器项目提出的理由
面向未来，世界各国都应看到历史滚滚向前的潮流，从增进人类福祉的“原点”出发，努力构建人类命运共同体。相互尊重、平等相待，不搞唯我独尊、你输我赢的零和游戏；对话协商、共担责任，深化双边和多边协作；同舟共济、合作共赢，构建开放型世界经济；兼容并蓄、和而不同，加强文明交流互鉴、增进人民友谊；敬畏自然、珍爱地球，尊崇、顺应、保护自然生态……中国愿与世界各国共享经验、共迎挑战、携手前行，为创造和平、安宁、繁荣、开放、美丽的亚洲和世界贡献中国力量。
三、光电隔离器项目选址及用地规模控制指标
（一）光电隔离器项目建设选址
本期工程项目选址在xxx经济开发区。
（二）项目用地性质及规模
1、本期工程项目计划在xxx经济开发区建设，用地性质为建设用地。
2、项目拟定建设区域属于工业项目建设占地规划区，建设区总用地面积28000.14 平方米（折合约42.00 亩），代征公共用地面积700.00 平方米，净用地面积27300.14 平方米（红线范围折合约40.95 亩）。
（三）用地控制指标及土建工程
1、本期工程项目净用地面积27300.14 平方米，建筑物基底占地面积19723.16 平方米，总建筑面积27858.60 平方米，其中：规划建设主体工程20415.05 平方米，仓储设施面积3630.92 平方米（其中：原辅材料仓储设施2129.41 平方米，成品贮存设施1501.51 平方米），办公用房1638.00 平方米，职工宿舍627.90 平方米，其他建筑面积1546.73 平方米（含部分公用工程和辅助工程）；根据测算：本期工程项目不计容建筑面积0.00 平方米，计容建筑面积27858.60 平方米；项目规划绿化面积1872.79 平方米，场区停车场和道路及场地硬化占地面积5704.19 平方米；土地综合利用面积27300.14 平方米。
2、该工程规划建筑系数72.25 %，建筑容积率1.02 ，建设区域绿化覆盖率6.86 %，办公及生活服务设施用地所占比重4.80 %，固定资产
投资强度3806.86 万元/公顷，建设场区土地综合利用率100.00 %；根据测算本期工程项目建设完全符合《工业项目建设用地控制指标》（国土资发【2008】24号）文件规定的具体要求。
四、环境保护及安全生产
本期工程项目符合xxx经济开发区发展规划，选用生产工艺技术成熟可靠，符合xxx产业结构调整规划和国家的产业发展政策。紧跟科技革命和产业变革的方向，加快绿色科技创新，加大关键共性技术研发力度，增加绿色科技成果的有效供给，发挥科技创新在工业绿色发展中的引领作用。
本期工程项目设计中采用了清洁生产工艺，应用清洁原材料，生产清洁产品，同时采取完善和有效的清洁生产措施，能够切实起到消除和减少污染的作用；因此，本期工程项目建成投产后，各项环境指标均符合国家和地方清洁生产的标准要求。
五、光电隔离器项目投资方案及预期经济效益
（一）项目投资规模及资金构成
1、根据谨慎财务测算，项目总投资14689.12 万元，其中：固定资产投资10392.73 万元，占项目总投资的70.75 %；流动资金4296.39 万元，占项目总投资的29.25 %；在固定资产投资中，建设投资10349.35 万元，占项目总投资的70.46 %。建设期固定资产借款利息43.38 万元，
2、本期工程项目建设投资10349.35 万元，其中：工程建设费用9615.78 万元，占项目总投资的65.46 %，包括：建筑工程投资4702.32 万元，占项目总投资的32.01 %；设备购置费4770.35 万元，占项目总投资的32.48 %；安装工程费143.11 万元，占项目总投资的0.97 %。工程建设其他费用580.62 万元，占项目总投资的3.95 %（其中：土地使用权费353.22 万元，占项目总投资的2.40 %）；预备费152.95 万元，占项目总投资的1.04 %。
（二）资金筹措方案
1、项目总投资14689.12 万元，根据资金筹措方案，xxx有限公司计划自筹资金（资本金）10534.53 万元，占项目总投资的71.72 %。
2、根据谨慎财务测算，本期工程项目申请银行借款总额2699.61 万元，占项目总投资的18.38 %，其中：项目建设期申请银行固定资产借款1410.70 万元，占项目总投资的9.60 %；本期工程项目正常经营期拟申请银行流动资金借款1288.92 万元，占项目总投资的8.77 %。
3、本期工程项目采取其他方式筹措资金1454.98 万元，占项目总投资的9.91 %（其中：申请国家专项资金831.42 万元，占项目总投资的5.66 %；其他融资623.56 万元，占项目总投资的4.25 %）。
（三）项目达纲年预期经济效益规划目标
1、项目达纲年预期营业收入（SP）：40532.00 万元（含税）。
2、年总成本费用（TC）：33201.72 万元。
3、税金及附加：215.15 万元。
4、达纲年利税总额：9318.03 万元。
5、项目达纲年利润总额（PFO）：7115.13 万元。
6、项目达纲年净利润（NP）：5336.35 万元。
7、项目达纲年纳税总额：3981.68 万元。
8、达纲年投资利润率：48.44 %。
9、达纲年投资利税率：63.43 %。
10、达纲年投资回报率：36.33 %。
11、达纲年总投资收益率：49.36 %。
12、达纲年资本金净利润率：67.54 %。
13、全部投资回收期（所得税后）（Pt）：4.56 年（含建设期12个月）。
14、全部投资财务内部收益率：26.18 %（达纲年）。
15、固定资产投资回收期：3.23 年（含建设期12个月）。
16、项目经营盈亏平衡点（BEP）：47.16 %（达纲年）。
六、光电隔离器项目建设进度规划
“1光电隔离器项目”按照国家基本建设程序的有关法规和实施指南要求进行建设，本期工程项目建设期限规划12个月。
七、光电隔离器项目综合评价
xxx光电隔离器行业布局和结构调整政策；项目的建设对促进xxx光电隔离器产业结构、技术结构、组织结构、产品结构的调整优化有着积极的推动意义。
2、“1光电隔离器项目”属于《产业结构调整指导目录（2011年本）》（2013年修正）鼓励类发展项目，符合国家产业发展政策导向；项目的实施有利于加速我国光电隔离器的国产化进程，推动光电隔离器制造产业调整和行业振兴；有助于提高xxx有限公司自主创新能力，增强企业的核心竞争力；因此，本期工程项目的实施是必要的。
3、xxx有限公司为适应国内外市场需求，拟建“1光电隔离器项目”，本期工程项目的建设能够有力促进xxxxxx经济发展，为社会提供就业职位405.32个，达纲年纳税总额3981.68 万元，可以促进xxx区域经济的繁荣发展和社会稳定，为地方财政收入做出积极的贡献，由此可见，本期工程项目的实施具有显著的社会效益。
4、“十二五”期间，规模以上工业能源消费年均增长2.6%，年均增速比“十一五”时期回落5.5个百分点，以年均2.6%的能耗增长支撑了年均9.57%的工业经济增长，能源消费弹性系数由“十一五”时期的0.54（8.1%/14.9%）降低到0.27，工业能源利用效率大幅提升。规模以上工业企业单位增加值能耗累计下降28%，超额完成“十二五”工业节能目标，实现节能量6.9亿吨标准煤，对完成单位GDP能耗下降目标的贡献度在80%以上。重点行业和主要用能单位产品单耗持续降低，钢铁、
有色、石化、化工、建材、机械、轻工、纺织、电子信息等行业工业增加值能耗分别累计下降24.5%、18.4%、12.2%、22.5%、34.1%、31.8%、35.9%、31.4%、27.3%，粗钢、粗铜、烧碱、水泥单位产品综合能耗五年累计分别下降6.9%、29%、19.4%和13.1%，主要耗能工业产品单位能耗下降均完成“十二五”规划目标。重点领域淘汰落后产能取得积极进展，累计淘汰落后炼钢产能9480万吨，水泥（含熟料及磨机）6.45亿吨，平板玻璃16557万重量箱，有力地促进了工业结构调整优化。
5、根据谨慎财务测算，本期工程项目达纲年投资利润率48.44 %，投资利税率63.43 %，全部投资回报率36.33 %，项目全部投资所得税后财务内部收益率26.18 %，达纲年财务净现值14640.91 万元，总投资收益率49.36 %，资本金净利润率67.54 %，全部投资回收期4.56 年（含建设期12个月），固定资产投资回收期3.23 年（含建设期12个月），项目盈亏平衡点47.16 %，因此，本期工程项目经营非常安全，说明项目具有较强的盈利能力和抗风险能力。
八、主要经济指标一览表（见附表）
第二章报告编制说明
一、报告说明
作为投资决策前必不可少的关键环节，可行性研究报告是在前一阶段的项目建议书获得审批通过的基础上，主要对项目市场、技术、财务、工程、经济和环境等方面进行精.确系统、完备无遗的分析，完成包括市场和销售、规模和产品、厂址、原辅料供应、工艺技术、设备选择、人员组织、实施计划、投资与成本、效益及风险等的计算、论证和评价，选定最佳方案，依此就是否应该投资开发该项目以及如何投资，或就此终止投资还是继续投资开发等给出结论性意见，为投资决策提供科学依据，并作为进一步开展工作的基础。
依据国家有关项目建设的法律、法规、技术规范和xxx等当地政府的有关政策、规定文件的要求，对本期工程项目的投资建设进行了全面、详细的研究分析论证，结合xxx经济开发区的自然条件、资源条件、基础设施条件和建设环境要求，依据xxx有限公司对本期工程项目总体规划设想方案，认真编制《1光电隔离器项目可行性研究报告》，现将报告编制情况说明如下。
二、报告编制范围
核心提示：项目投资环境分析，项目背景和发展概况，项目建设的必要性，行业竞争格局分析，行业财务指标分析参考，行业市场分析与
发展趋势分析的实际情况，按照项目的建设要求，对项目的实施在技术、经济、社会和环境保护、安全生产等领域的科学性、合理性和可行性进行研究论证；本报告通过对“1光电隔离器项目”进行技术化和经济化比较和分析，阐述投资项目的市场必要性、技术可行性与经济合理性，研究分析和预测国内外市场对光电隔离器供需情况与建设规模；因此，本报告编制的主要内容有：对项目的建设背景、条件及必要性进行了论述，对市场的需求进行了分析和预测，对建设规模和内容、建设方案、公用工程、环境保护、消防及安全卫生、节约能源、项目实施进度、招投标方案、投资估算和资金筹措、经济效益和社会效益等方面进行了综合性分析，同时，提出项目的主要技术经济指标，对项目能否实施做出一个比较科学的评价，其主要内容包括如下九个方面。
1、光电隔离器项目建设背景和必要性分析：依据国家产业发展政策、行业“十三五”发展规划、地方经济发展状况和产业发展趋势，同时，根据xxx有限公司已经具体的资源条件、建设条件并结合企业发展战略，阐述本期工程项目建设的背景及必要性。
2、光电隔离器市场供需分析：根据我国行业市场需求的变化趋势，分析本期工程项目光电隔离器的发展前景，论证光电隔离器的国内外市场需求并确定项目的目标市场、价格定位，以此分析市场风险，确定风险防范措施等。
3、光电隔离器项目建设方案：根据市场分析并结合xxx有限公司
资金、技术和经济实力确定项目的生产纲领和建设规模；分析选择项目的技术工艺并配置生产设备，同时，分析原辅材料消耗及供应情况是否合理。
4、光电隔离器项目工程方案：初步了解项目建设区域范围、面积、工程地质状况、外围基础设施等条件，对项目建设条件进行分析，提出项目工程建设方案，内容包括：场址选择、总图布置、土建工程、辅助工程、配套公用工程、环境保护工程及安全卫生、消防工程等。
5、光电隔离器项目节能、环境保护与安全卫生：针对项目的特点，分析本期工程项目能源消费情况，计算能源消费量并提出节能措施；分析项目的环境污染、安全卫生情况，提出建设与运营过程中拟采取的环境保护和安全防护措施。
6、光电隔离器项目组织管理和实施进度计划：根据项目实际情况，提出项目组织、建设管理、竣工验收、经营管理等初步方案；结合项目特点提出合理的总体及分年度实施进度计划。
7、光电隔离器项目投资估算：根据项目工程量及投资估算指标，按照国家和及xxx的有关规定，对拟建工程投资进行初步估算，编制项目总投资表，按工程建设费用、工程建设其他费用、预备费、建设期固定资产借款利息等列出投资总额的构成情况，并提出各单项工程投资估算值以及与之相关的测算值。
8、光电隔离器资金筹措方案：根据项目建设进度及能够提供的资
本金等情况，提出建设项目资金筹措方案，编制建设投资估算筹措表和分年度资金使用计划表。
9、光电隔离器项目经济效益分析：根据项目的经营特点，对项目进行定量的财务分析，测算项目投产期、达纲年营业收入和总成本费用，计算项目财务效益指标，结合融资方案进行偿债能力分析，并开展项目不确定性分析等。
可行性研究报告，简称可研，是在制订生产、基建、科研计划的前期，通过全面的调查研究，分析论证某个建设或改造工程、某种科学研究、某项商务活动切实可行而提出的一种书面材料。
第三章项目建设背景及可行性分析
一、项目建设背景
在信息化浪潮下，工业化发展面临诸多挑战。“中国制造2025”围绕实现制造强国的战略目标，明确了9项战略任务和重点，在推动传统产业转型升级的同时，瞄准全球新一轮产业发展方向，促进传统产业与三维打印、机器人、人工智能等新兴产业紧密结合。
二、项目建设可行性分析
1、2017年，面对经济持续下行的新形势，州委、州政府团结带领全州各族人民，全面深入贯彻落实总书记视察甘肃时“八个着力”重要指示精神和省委、省政府“三重”、“三一”工作方案，紧紧围绕省、州经济工作会议的各项重点工作部署，坚持稳中求进的工作总基调，以深化供给侧结构性改革为主线，以新发展理念为引领，加快推进“五大生态”发展战略和“十大环境”奋斗目标，全面推进稳增长、促改革、调结构、惠民生、防风险各项工作，全州经济稳中趋缓、民生持续改善、环境持续优化、社会和谐稳定。初步测算，全州实现地区生产总值136.59亿元，按不变价格计算，比上年增长0.3%。其中，第一产业增加值30.35亿元，增长4.0%；第二产业增加值19.47亿元，增长1.9%；第三产业增加值86.77亿元，下降1.5%。全年全州完成全部工业增加值15.66亿元，比上年增长2.2%。其中：规模以上工业企业完成增加值10.26亿元，
工业企业产品销售率94.5%，比上年提高1.8个百分点。规模以上工业企业分经济类型看，国有企业完成增加值1.13亿元，增长12.0%；股份制企业完成增加值9.13亿元，增长2.5%。规模以上工业企业分轻重工业看，轻工业完成增加值1.01亿元，增长3.4%，重工业完成增加值9.25亿元，增长3.5%，轻重工业比为10.9：89.1。
2、“十二五”期间，规模以上工业能源消费年均增长2.6%，年均增速比“十一五”时期回落5.5个百分点，以年均2.6%的能耗增长支撑了年均9.57%的工业经济增长，能源消费弹性系数由“十一五”时期的0.54（8.1%/14.9%）降低到0.27，工业能源利用效率大幅提升。规模以上工业企业单位增加值能耗累计下降28%，超额完成“十二五”工业节能目标，实现节能量6.9亿吨标准煤，对完成单位GDP能耗下降目标的贡献度在80%以上。重点行业和主要用能单位产品单耗持续降低，钢铁、有色、石化、化工、建材、机械、轻工、纺织、电子信息等行业工业增加值能耗分别累计下降24.5%、18.4%、12.2%、22.5%、34.1%、31.8%、35.9%、31.4%、27.3%，粗钢、粗铜、烧碱、水泥单位产品综合能耗五年累计分别下降6.9%、29%、19.4%和13.1%，主要耗能工业产品单位能耗下降均完成“十二五”规划目标。重点领域淘汰落后产能取得积极进展，累计淘汰落后炼钢产能9480万吨，水泥（含熟料及磨机）6.45亿吨，平板玻璃16557万重量箱，有力地促进了工业结构调整优化。
3、中小企业应改变盲目多元化战略倾向，做好做强核心主业，实
施归核化战略，提高核心竞争力，平衡专注与多元的关系，专注特色，打造精品。归核化战略强调将企业业务向其核心能力靠拢，资源向核心业务集中，着力推动主营业务的专业化和精细化，培育核心竞争力，提高企业抗风险能力。在当前的市场环境下，过度多元化的企业需要平衡专注与多元的关系，舍弃多元化的诱惑，实施“归核”战略，降低多元化经营程度，将有限的资源集中于最具竞争优势的行业上，或者将经营重点收缩于价值链上，培育企业核心竞争优势。一方面，要通过剥离非核心业务、处置亏损资产、服务外包等途径，将非核心业务的资产、产品线、子公司或部门等出售或关停，收缩企业业务范围和产品种类。从战略意义上来讲，“归核化”是对多元化片面追求业务范围的修正，是从长远战略出发在“量的增长”和“质的提高”之间的平衡。在确立企业核心业务时，要根据产品生命周期、市场需求变化、科技发展方向、企业比较优势、行业竞争状况等进行相机抉择，规避风险，抢抓机遇。另一方面，要通过重新确立市场定位、推进内部组织优化、加强外部合作、强化竞争优势等措施，把主导产业做强、做优、形成特色，实现“回归”主业和主业重构，使企业在最有优势的环节上赢得竞争，获取发展。
4、当前，中国制造业发展趋势并非单纯比较优势引导下的产业集群转移，而是对既有产业的再升级。姚树洁表示，中国的整体产业技术、效率和环保能力已经有了很大进步。中西部地区制造业的发展相比此前沿海地区的发展，在生产技术、企业管理、产业布局等方面也已有了明
显的改观和提升。伦敦大学亚非学院薄宏教授认为，当前中国制造业企业的发展不仅呈现出因地制宜的发展模式，同时也展现出明显的产业集群效应，这对于制造业企业竞争力的提升具有非常重要的意义。
第四章建设规模和产品规划方案合理性分析
一、建设规模及主要内容
1、根据国内外市场需求和xxx有限公司建设能力分析，本期工程项目计划总投资14689.12 万元；预计年实现营业收入40532.00 万元。
2、本期工程项目规划总用地面积28000.14 平方米（折合约42.00 亩），其中：代征公共用地面积700.00 平方米，净用地面积27300.14 平方米（红线范围折合约40.95 亩）；计划建设主体工程和办公等配套设施，项目建（构）筑物主要包括：主体工程、辅助工程、公用工程和仓储、供配电、总图、服务、绿化、环境保护安全及消防设施等，预计场区规划总建筑面积27858.60 平方米，其中：规划建设主体工程20415.05 平方米，仓储设施面积3630.92 平方米（其中：原辅材料仓储设施2129.41 平方米，成品贮存设施1501.51 平方米），办公用房1638.00 平方米，职工宿舍627.90 平方米，其他建筑面积1546.73 平方米（含部分公用工程和辅助工程）；根据测算本期工程项目不计容建筑面积0.00 平方米，计容建筑面积27858.60 平方米；预计建筑工程投资4702.32 万元。
二、产品规划方案及生产纲领
1、xxx有限公司在深入进行光电隔离器行业市场调查，充分了解国内外光电隔离器市场需求的基础上，准确预测其市场走向，筛选出市场销路好、投资效益高、发展前景广阔的光电隔离器，作为本期工程项目
信号隔离安全栅与信号隔离器的区别
信号隔离安全栅与信号隔离器的区别 一、定义 1、信号隔离器（isolator ）：一般指弱电系统中的信号隔离器，既保护下级信号系统不受上级系统影响和干扰。 2、信号隔离安全栅（safety barrier）：接在本质安全电路和非本质安全电路之 间。将供给本质安全电路的电压或电流限制在一定安全范围内的装置。安全栅是一种统称，分为齐纳式安全栅和隔离式安全栅，隔离式安全栅简称隔离栅。 金湖英普瑞电子设备有限公司主营产品有：隔离安全栅，信号隔离器，信号隔离配电器，直流信号隔离器,开关量信号安全栅，电流变送器。同时代理日本横河EJA变送器，横河AXF 电磁流量计，横河DY涡街流量计，罗斯蒙特3051系列变送器,罗斯蒙特248系列温度变送器，罗斯蒙特475手操器。 二、工作原理 1、信号隔离器工作原理：首先将变送器或仪表的信号，通过半导体器件调制变换，然后通过光感或磁感器件进行隔离转换，然后再进行解调变换回隔离前原信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。 2、齐纳式安全栅的工作原理 安全栅的主要功能就是限制安全场所的危险能量进入危险场所，及限制送往危险场所的电压和电流。 齐纳管Z用于限制电压。当回路电压接近安全限压值时，齐纳管导通，使齐纳管两端的电压始终保持在安全限压值以下。 电阻R用于限制电流。当电压被限制后，适当选择电阻值，可将回路电流限制在安全限流值以下。 保险丝F的作用是防止因齐纳管被长时间流过的大电流烧断而导致回路限压失效。当超过安全限压值的电压加在回路上时，齐纳管导通，如果没有保险丝，流经齐纳管的电流将无限上升，最终烧断齐纳管，使回路失去限压。 为确保回路限压安全，保险丝的熔断速度要比齐纳管可能被烧断的速度快十倍。 采用图一所示的三冗余齐纳管的安全栅基本限能电路结构，能够确保安全栅在正常工作、一个故障点和两个故障点时均能将安全栅的输出能量限制在安全参数规定的范围之内，从而满足ia级本质安全电路的要求。 3、隔离式信号隔离安全栅的工作原理 与齐纳安全栅相比，隔离式安全栅除具有限压与限流的作用之外，还带有电流隔离的功能。隔离栅通常由回路限能单元、电流隔离单元和信号处理单元三部分组成，基本功能电路如图二所示。回路限能单元为安全栅的核心
光电隔离电子电路图大全
光电隔离电子电路图全集 一．MSD1型湿敏原件空气翁度测量仪电路图 二．光电隔离器应用电路图 光电隔离器可以组成多种多样的应用电路。如组成光电隔离电路，长传输线隔离器，TTL电路驱动器，CMOS 电路驱动器，脉冲放大器等。目前，在A／D模拟转换开关，光斩波器，交流、直流固态继电器等方面也有广泛应用。光电隔离器的输入部分为红外发光二极管，可以采用TTL或CMOS数字电路驱动。 在图a，输出电压Vo受TTL电路反相器的控制，当反相器的控制输入信号为低电平时，信号反相使输出为高电平，红外发光二极管截止，光敏三极管不导通，Vo输出为高电平。反之Vo输出为低电平。从而实现TTL电路控制信号的隔离、传输和驱动作用。 图2为CMOS门电路通过光电隔离器为中间传输媒介，驱动电磁继电器的应用实例。当CMOS反相器的输出控制信号为高电平时．其输出信号为低电平，Q晶体管截止，红外发光二极管不导通，光电隔离器中的输出达林顿管截止，继电器控制绕组J处于释放状态。反之继电器的控制绕组J吸合，继电器的触点可完成规定的控制动作，从而实现CMOS门电路对电磁继电器控制电路的隔离和驱动。
选用输出部分为达林顿晶体管的光电隔离器，可以显著提高晶体管的电流放大系数，从而提高光电耦合部分的电流传输比CTR。这样，输入部分的红外发光二极管只需较小的正向导通电流If，就可以输出较大的负载电流，以驱动继电器、电机、灯泡等负载形式。 达林顿晶体管输出形式的光电隔离器，其电流传输比CTR可达5000％，即Ic＝5000×If ，适用于负载较大的应用场合。在采用光电隔离器驱动电磁继电器的控制绕组时，应在控制绕组两侧反向并联二极管D，以抑制吸动时瞬恋反电动势的作用，从而保护继电器产品。 · [图文] 多敏固态控制器光电输入的电路应用原理 · [图文] 线性光藕隔离放大器电路 · [图文] 采用光隔离器的电码实验操作振荡器 · [图文] AD7414/AD7415 数字输出温度传感器 · [图文] 加外部缓冲器的远程测温电路 · [图文] 具有整形作用的光耦隔离电路 · [图文] 带PNP三极管电流放大的光耦隔离电路 · [图文] 普通光耦隔离电路 · [图文] PARCOR方式语音合成电路图 · [图文] ADM方式语音合成电路图 · [图文] 用CMOS逻辑门控制AD590电路图 · [图文] 灵敏度可调节的光电继电路图 · [图文] 光敏吸合式继电路图 · [图文] 光敏晶体管施密特电路图 · [图文] 光敏晶体管及光照吸合式继电器电路图 · [图文] 光敏晶体管光敏电桥电路图 · [图文] 光敏晶体管电感桥电路图 · [图文] 光敏吸合式继电路图 · [图文] 光控玩具汽车向前停车电路图 · [图文] 光控施密特触发电路图 · [图文] 光控升压电路图 · [图文] 光控升压电路图 · [图文] 光控换向电路图 · [图文] 光控发光二极管电路图 · [图文] 光控多功能触发器电路图 · [图文] 光控串联晶闸关开关电路图 · [图文] 光控触发脉冲形成电路图 · [图文] 光控常开式交流接触器电路图 · [图文] 光控常闭式交流接触器电路图 · [图文] 光控插座电路图 · [图文] 光控 闪光管电路图 · [图文] 光控555维电器电路图 · [图文] 光可控电路图 · [图文] 光继电路图
集成485隔离器使用说明
ADM2582E/ADM2587E-完全集成式隔离数据收发器 本文主要简单介绍RS-485总线标准，以及比较几种常见的RS-485电路，并重点介绍美国模拟器公司（ADI）最新量产的具备±15 kV ESD保护功能的完全集成式隔离数据收发器 ADM2582E/ADM2587E，一个集成隔离DC/DC电源，适合用于多点传输线路上的高速通信应用的数据收发器。 1.引言 随着现代化社会生活的迅速发展，工业自动化的程度越来越高。在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中，也常常使用简便易用的串行通讯方式作为数据交换的手段。但是，在工业控制等环境中，常会有电气噪声干扰传输线路，使用RS-232通讯时经常因外界的电气干扰而导致信号传输错误；另外，RS-232通讯的最大传输距离在不增加缓冲器的情况下只可以达到15 米。为了解决上述问题，RS-485标准通常被用作为一种相对经济、具有相当高噪声抑制、相对高的传输速率、传输距离远、宽共模范围的通信平台。 RS-485标准采用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线。因为 RS-485的远距离、多节点（256个）以及传输线成本低的特性，是EIA RS-485称为工业应用中数据传输的首选标准。ADI公司的 ADM2582E/ADM2587E器件针对均衡的传输线路而设计，符合 ANSI/TIA/EIA RS-485-A-98和ISO 8482:1987(E)标准。它采用ADI 公司的iCoupler?技术，在单个封装内集成了一个三通道隔离器、一个三态差分线路驱动器、一个差分输入接收机和一个isoPower DC/DC转换器。该器件采用5V或3.3V单电源供电，从而实现了完全隔离的RS-485解决方案。 2．RS-485 标准介绍 电子工业协会（EIA）于1983 年制订并发布RS-485标准，并经通讯工业协会（TIA）修订后命名为TIA/EIA-485-A，习惯地称之为RS-485标准。RS-485标准是为弥补RS-232通信距离短、速率低等缺点而产生的。RS-485标准只规定了平衡发送器和接收器的电特性，而没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议。RS-485标准数据信号采用差分传输方式（Differential Driver Mode），也称作平衡传输，RS-485标准的最大传输距离约为1219 米。通常，RS-485网络采用平衡双绞线作为传输媒体，平衡双绞线的长度与传输速率成反比。在这里尤为注意并不是所有的RS-485收发器都能够支持高达10Mbps的通讯速率。如果采用光电隔离方式，则通讯速率一般还会受到光电隔离器件响应速度的限制。
信号隔离器的工作原理及功能是什么
信号隔离器的工作原理及功能是什么？ 1.工作原理： 首先将变送器或仪表的信号，通过半导体器件调制变换，然后通过光感或磁感器件进行隔离转换，然后再进行解调变换回隔离前原信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。 2.功能： 一：保护下级的控制回路。 二：消弱环境噪声对测试电路的影响。 三：抑制公共接地、变频器、电磁阀及不明脉冲对设备的干扰；同时对下级设备具有限压、额流的功能是变送器、仪表、变频器、电磁阀PLC/DCS输入输出及通讯接口的忠实防护。 DIN系列导轨结构，易于安装，可有效的隔离：输入、输出和电源及大地之间的电位。能够克服变频器噪声及各种高低频脉动干扰。 信号隔离器的主要类型有哪些？ 1.隔离器： 工业生产中为增加仪表负载能力并保证连接同一信号的仪表之间互不干扰，提高电气安全性能。需要将输入的电压、电流或频率、电阻等信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后，再输出隔离的电流和电压信号，安全的送给二次仪表或plc\dcs使用。 2.配电器： 工业现场一般需要采用两线制传输方式，既要为变送器等一次仪表提供24V配电电源，同时又要对输入的电流信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后，再输出隔离的电流和电压信号，供后面的二次仪表或其它仪表使用。 3.安全栅：
一些特殊的工业现场（如燃气公司和化工厂）不但需要两线制传输，既提供配电电源又有信号隔离功能，同时还需要具有安全火花防爆的性能，可靠地遏制电源功率、防止电源、信号及地之间的点火，限流、降压双重限制信号及电源回路，把进入危险场所的能量限制在安全定额范围内。 信号隔离器安装维护应注意哪些事项？ 由于生产厂家不同，对隔离器的生产工艺、接线定义也不都相同，但使用场合基本相同，所以对产品的防护要求及维护基本相同。 1． 使用前应详细阅读说明书。 2． 作为信号隔离使用时，应将输入端串入环路电路中，输出端接取样回路。 3． 作为隔离配电使用时，应将输入端串入电源电路中，输出端接变送器。 4． 若不正常工作应先检查接线是否正确，注意电源有无及极性反正。 为什么有时PLC接收到的现场信号误差大且稳定性差？ 造成这种现象的原因很多，不同仪表信号参考点之间的电位差是重要因素。由于这个“电位差”造成仪表信号之间产生干扰电流，致使PLC误差大且稳定性差。所以不同设备、仪表的信号有一个共同的参考点是最佳状况。隔离器使输入/输出电气上完全隔离，在PLC模拟接口板形成共同的参考点，达到理想状况问题就解决了。 设计隔离端子的原则是什么？ 需要为每台隔离器都配电源吗？设计要遵循两个原则。第一：外部设备与中央处理系统（例如PLC、DCS）之间要进行电气隔离。第二：外部设备信号（无论是向中央处理系统发送信号的外部设备到还是接收信号的外部设备）之间要实现相互电气隔离。例如要把PLC输出的一路
隔离器使用与维护手套更换时间
关于隔离器使用维护手套更换时间确定 手套是隔离器设备上的关键部件，一般通过手套对处于操作门锁定状态下的隔离器，按照SOP进行干预操作。手套是隔离器结构上最薄弱的部件，也是对于无菌环境的一个风险，因此在生产前后都需要对手套进行完整性检查。 关于手套，我们被问到最多的问题就是：“手套一般多长时间更换？”其实对于隔离器上的手套方面的问题还有很多需要我们考虑的，今天就针对隔离器的手套为大家提供一些使用上的参考信息。 （1）建立规范 在生产工艺开发过程中，我们需要列明所有手套操作动作，这些操作的干预动作需要通过动态气流验证，来保证操作不会干扰气流。一般由QA批准这些经过验证的操作写入SOP中，对具体生产人员进行培训，只有经过培训合格的生产人员才能被允许在生产过程中执行这些操作。 （2）记录和监控 生产过程中任何手套的使用和操作需要被记录。一般可以通过监控录像，或者使用带感应控制的手套口，能在操作时给隔离器的控制系统发出信号，从而记录具体手套被操作的时间点和持续操作的时间长度，为可能发生的误操作或者其他质量事件提供调查依据。 （3）操作干扰 由于隔离器内部相对于背景环境一般有20~50Pa的压差（根据具体无菌隔离器的工艺来设计）。手套的使用会干扰舱体内部的压差，尤其是在隔离器舱体体积较小时更为明显。因此，需要对同时干预
的手套数量，以及戴手套、操作手套的动作幅度和速度做限定，一般以不干扰压差控制、不干扰隔离器内部气流为准则，需根据工艺实际情况建立可接受规范 从往年FDA的483 进行分析，将近90%针对隔离器的不符合是关于气流和操作干预的。因此，在手套的使用上需要格外注意，手套的操作需要设计、验证和控制日常规范操作。 （4）手套损坏、老化 目前用的较多的手套为CSM，属于橡胶类材质，即使在正常的存储的情况下，手套也会老化，一般手套的货架期在2-3年，具体需要看手套制造商提供的信息。 在实际安装使用中，一般手套手指部位（手指尖/指缝/虎口位置）、手套安装口位置都是较容易发生损坏的地方，在日常的目视检查中应重点关注 手套最容易发生损坏的位置 手套在使用时应考虑避免手套的拉扯，硬物或尖锐物的碰撞。有时操作人员为了图方便，手套没有穿戴到位就捏着手套一部分的材料去进行操作，这样会造成干预范围的减小，操作者会更倾向于过度拉扯手套去够较远处的物品，会造成手套安装位置的磨损或撕裂。隔离器的手套不能直接接触药品和药品包装，而是应该通过如镊子等工具来拿取。在隔离器做汽化过氧化氢灭菌时，手套需要用专用的支撑架把手套充分撑起，避免折叠褶皱造成的灭菌死角。 也有对隔离器手套再带一层无菌手套来操作的应用，需要由客户根据无菌
PS2705(光电耦合隔离器)
DATA SHEET The information in this document is subject to change without notice. ? 1988 Document No. P11309EJ5V0DS00 (5th edition)Date Published December 1998 NS CP (K)Printed in Japan The mark ? shows major revised points. DESCRIPTION The PS2705-1, PS2705-2, PS2705-4 are optically coupled isolators containing two GaAs light emitting diodes and an NPN silicon phototransistor. These packages are SOP (Small Outline Package) type and have shield effect to cut off ambient light.They are designed for high density mounting applications. FEATURES ?AC input response ?High isolation voltage (BV = 3 750 Vr.m.s.)?High current transfer ratio (CTR = 100 % TYP.)?SOP (Small Outline Package) type ?High-speed switching (t r = 3 μs TYP., t f = 5 μs TYP.) ?Ordering number of taping product (Only-1 type) : PS2705-1-E3, E4, F3, F4?UL approved: File No. E72422 (S)?VDE0884 approved (Option) APPLICATIONS ?Hybrid IC ?Telephone/FAX ?FA/OA equipment ?Programmable logic controllers ?Power supply ORDERING INFORMATION Part Number Package Safety Standard Approval PS2705-14-pin SOP Standard products PS2705-28-pin SOP ? UL approved PS2705-416-pin SOP PS2705-1-V 4-pin SOP VDE0884 approved products (Option) PS2705-2-V 8-pin SOP PS2705-4-V 16-pin SOP
信号隔离器原理及应用
信号隔离器原理及应用 在工业生产过程中，生成过程的监视和控制中要用到各种各样的仪器仪表，会产生各种各样的信号：既有微弱的毫伏级的小信号，又有数十伏的大信号，甚至还有高达数千伏和数百安培的强信号；既有直流低频信号，也有高频或脉冲尖峰信号；而这些信号都要经过互相传递和输送的过程，因此如何保证这些信号，特别是模拟信号在传输过程中不失真将成为系统调试中必须解决的问题。 具体地说，只有当控制装置和分布在现场的传感器和执行器之间的模拟信号传输无故障并且不失真时，才能保证过程控制安全可靠。尤其是小功率的模拟信号在干扰大的工业环境中传输时受各种外部干扰信号的影响，它们需要一条可靠的传输通道。日常工作经验表明，受设备要求的制约，必须谨慎小心的处理和传输模拟信号。而现场和控制层之间以模拟信号形式传输的测量和控制参数，在传输工程中常处于较恶劣的工业环境中，很可能会造成这些信号的失真。 z造成模拟信号失真的原因 1.接地环路问题：如下图所示，当过程环路中有两处或两处以上接地电阻不相等时，就会产生接地环路，过 程信号就会失真。 要使信号完整而不失真地传输，理想化的情况是所有设备、仪表中的信号都有一个共同的参考点，也就是有一个共同的“地”。只有这样，所有的设备、仪表的信号参考点之间电位差才能为“零”。很显然，不同设备的接地电阻很难保证都相等，接地电阻也会随着传输距离的增加而升高，有时甚至产生高达200V的电位差。 2.测量回路相互连接问题：如下图所示，在这些回路中，参考点要将因为接通多个信号回路而升高。 设备一 设备二 设备三 设备四 U 如上图，在这种相互连接的测量回路中，由于线间电阻的不断增加，必然会引起参考电压的不断升高。
光电隔离器6N137原理及典型用法
光电隔离器6N137应用 一、6N137原理及典型用法 6N137的结构原理如图1所示，信号从脚2和脚3输入，发光二极管发光，经片内光通道传到光敏二极管，反向偏置的光敏管光照后导通，经电流-电压转换后送到与门的一个输入端，与门的另一个输入为使能端，当使能端为高时与门输出高电平，经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平。当输入信号电流小于触发阈值或使能端为低时，输出高电平，但这个逻辑高是集电极开路的，可针对接收电路加上拉电阻或电压调整电路。 简单的原理如图2所示，若以脚2为输入，脚3接地，则真值表如附表所列，这相当于非门的传输，若希望在传输过程中不改变逻辑状态，则从脚3输入，脚2接高电平。 隔离器使用方法如图2所示，假设输入端属于模块I，输出端属于模块II。输入端有A、B两种接法，分别得到反相或同相逻辑传输，其中RF为限流电阻。发光二极管正向电流0-250uA，光敏管不导通；发光二极管正向压降1.2-1.7V，正向电流6.5-15mA，光敏管导通。
若以B方法连接，TTL电平输入，Vcc为5V时，RF可选500Ω左右。如果不加限流电阻或阻值很小，6N137仍能工作，但发光二极管导通电流很大对Vcc1有较大冲击，尤其是数字波形较陡时，上升、下降沿的频谱很宽，会造成相当大的尖峰脉冲噪声，而通常印刷电路板的分布电感会使地线吸收不了这种噪声，其峰-峰值可达100mV以上，足以使模拟电路产生自激，A/D不能正常工作。所以在可能的情况下，RF应尽量取大。 输出端由模块II供电，Vcc2=4.5-5.5V。在Vcc2（脚8）和地（脚5）之间必须接一个0.1uF高频特性良好的电容，如瓷介质或钽电容，而且应尽量放在脚5和脚8附近。这个电容可以吸收电源线上的纹波，又可以减小光电隔离器接受端开关工作时对电源的冲击。脚7是使能端，当它在0-0.8V时强制输出为高（开路）；当它在2.0V-Vcc2时允许接收端工作，见附表。 脚6是集电极开路输出端，通常加上拉电阻RL。虽然输出低电平时可吸收电路达13mA，但仍应当根据后级输入电路的需要选择阻值。因为电阻太小会使6N137耗电增大，加大对电源的冲击，使旁路电容无法吸收，而干扰整个模块的电源，甚至把尖峰噪声带到地线上。一般可选4.7kΩ，若后级是TTL输入电路，且只有1到2个负载，则用47kΩ或15kΩ也行。CL是输出负载的等效电容，它和RL影响器件的响应时间，当RL=350Ω，CL=15pF时，响应延迟为48-75ns。注意：6N137不应使用太多，因为它的输入电容有60pF，若过多使用会降低高速电路的性能。情况允许时，可考虑把并行传输的数据串行化，由一个光电隔离器传送。 二 6N137应用实例 信号采集系统通常是模拟电路和数字电路的混合体，其中模数变换是不可缺少的。从信号通路来说，AD变换之前是模拟电路，之后是数字电路。模拟电路和AD变换电路决定了系统的信噪比，而这是评价采集系统优劣的关键参数。为了提高信噪比，通常要想办法抑制系统中噪声对模拟和AD电路的干扰。在各种噪声当中，由数字电路产生并串入模拟及AD电路的噪声普遍存在且较难克服。数字电平上下跳变时集成电路耗电发生突变，引起电源产生毛刺，通常对开关电源影响比线性电源大，因为开关电源在开关周期内不能响应电流突变，而仅由电容提供电流的变化部分。一般数字电路越复杂，数据速率越高，累积的电流跳变越强烈，高频分量越丰富。而普通印刷电路的分布电感较大，使地线不能完全吸收逻辑电平跳变产生的电流高频分量，产生电压的毛刺，而这种毛刺进入地线后就不能靠旁路电容吸收了，而且会通过共同的地线或穿过变压器，干扰模拟电路和AD转换器，其幅度可高达几百毫伏，足以使AD工作不正常。 本所研制的机载三通道红外成像扫描仪的数据采集系统，要求信噪比1000，12位量化级别，并行数据传输，数据传输率500KB/s。要达到上述要求，AD能否达到转换精度是个关键。在未采用光电隔离器的电路中，虽采取了一系列措施，但因各模块间地线相连，数字电路中尖峰噪声影响仍很大，系统信噪比仅达500.故我们采用6N137将模拟电路及AD变换器和数字电路彻底隔离，电路如图3所示。
RS-232光电隔离方案
RS232串口光电隔离应用方案 网络系统设计中，RS-232串行数据口常常和终端、打印机、调制解调器相连，被称为零插槽（zero slot）的局域网连线。RS-232是破坏性噪声和电涌侵入设备的一个通道，而且也是计算机安全问题中最易受攻击的地方。侵入RS-232串口的干扰信号来源多种多样，包括系统间地线噪声、电话线冲击电流和线路故障。系统间地线噪声是由互联设备与地线（零线）之间的压差造成的。当地线分别接地或有一个地线从其他地方灌入了噪声或电涌就产生了地线压差。压差小到射频噪声，大到高能电涌，都会损坏RS-232串口。例如电话线电涌能通过调制解调器侵入RS-232串口，虽然调制解调器将RS-232串口和电话线隔离开来，但电涌仍然能越过这个阻碍，使RS-232串口损坏。线路故障指的是交流电源线对RS-232线的干扰，它一般是由附近的大电流机电设备引起的。 这种故障不常见，但它也可能会损坏RS-232串口上的每一台设备。为此选择正确的保护设备就尤为重要。目前，银行、保险、邮电行业一般采取如下几种方法：选用UPS系统：选择UPS完全保护RS-232连接的互联设备的唯一途径，就是所有的工作站和主机由同一台UPS供电，但这要求购买大容量UPS并要安装电源布线。选择调制解调器：调制解调器用双绞线将工作站或服务器与终端连接起来。连接接收、发送端的调制解调器，它的连接距离可达到数公里，可以连接较长的RS-232连线。从电源保护的角度看，调制解调器的额定隔离电压值较高。选择RS-232光电隔离器。前大多数RS-232数据线保护器不能确保RS-232的全部线路（不是只保护软件需要的线路）的安全。有些型号只保护数据线，有些保护器采用“分流”保护设备，常常是将硅雪崩二极管（SAD）接在被保护线路和保护器外壳之间。测试表明SAD的钳制性能很好，但它的电涌分流能力有限。用MOV（金属氧化物变阻器）的设计虽然在交流保护上很理想，但对数据线却不太适用。 选择光缆：用光缆传输RS-232 信号可以很好地抵制系统间地线噪声和电涌的功能，而且传输波特率高。光纤电缆的主要问题是它的成本较高，而且安装不方便，所以只适合高要求的场合。选择隔离变压器：隔离变压器只能隔离常见的电源噪声，它不能消除系统间地线噪声，无助于解决RS-232 保护问题。 除此之外，目前又有了一种新方案，它是北京异特路智能通讯科技有限公司生产的IR-1201。该产品的特性在于它在两个串口之间加装隔离器，隔离器用光电耦合器解决信号线路的隔离问题，其性能同使用光缆一样，从根本上做到了两个设备不共地，使信号之间没有电接触，把电涌和电位差降在隔离器上，从而起到保护串口、抑制电涌的作用，即使带电插拔串口插头也无安全之虞。实践证明，在多用户卡和终端之间加上串口隔离器，可使每个终端之间在电气线路上彼此隔离，互不干扰，从根本上解决了损坏串口的难题，使硬件系统安全保护提高到一个更高水平。 IR-1201 简介： IR-1201是一款无源RS-232串口三线（TXD、RXD、GND）光电隔离器，可将两个相互通讯的RS-232设备（DTE和DCE）在电气上完全隔离开来，从而有效的避免两个RS-232设备之间的互相干扰，防止两端RS-232设备因地电位差造成地环流而对设备造成的损害。本产品无须外部电源，直接从两端的RS-232串口取电。对于采用标准DB-9接头的RS-232设备来说，直接将其与接口连接即可使用，非常方便。 特点： ◆接口符合EIA RS-232和CCITT V.24异步协议 ◆RS-232为三线（TXD、RXD、GND）全双工通信 ◆分为DTE端（接数据终端设备，如计算机）和DCE端（接数据通信设备，如Modem）
数字隔离器工作原理及应用实例
龙源期刊网 https://www.docsj.com/doc/3217173271.html, 数字隔离器工作原理及应用实例 作者：徐华 来源：《电脑知识与技术·学术交流》2008年第22期 摘要：讨论了隔离技术的发展，分析了数字隔离器的工作原理，给出了数字隔离器的应用实例。 关键词：隔离；数字隔离器；高频通道；低频通道；传感器；接口 中图分类号：TN305文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)22-772-02 The Working Principle and Applications of the Digital Isolator XU Hua (Xiamen Kerun Electronic Technology Co.Ltd, Xiamen 361006, China) Abstract: Discuss the development of isolation technology, analysis the working principle of the digital isolator, and also give the applications of digital isolators. Key words: isolation; digital isolators; high-frequency channel; low-frequency channel; sensor; interface 1 引言 进行隔离是防止电流在两个通讯点之间流动的一种方法。一般在两种情况下采用隔离：第一种情况是，在有可能存在损坏设备或危害人员的潜在的电流浪涌时。第二种情况是必须避免存在不同地电位和分裂的接地回路的互连。两种情形都是采用隔离来避免电流流过，而允许两点之间有数据或功率传送。隔离应用涉及高电压、高速/高精度通信、或者长距离通信。普通的例子如工业I/O系统、传感器接口、电源/调节杆，发动机控制/驱动系统以及仪器仪表。 2 早期的隔离技术 早期的设计除使用变压器之外，还使用各种模拟隔离放大器，将工厂地面的传感器电路与控制室内的信号处理系统进行隔离。在通道数量有限及信号带宽小的应用中，目前仍在采用这些放大器。隔离放大器虽然具有高可靠性和高精度，但受限于信号带宽50kHz。其老旧的技 术要求最小±4V的电源，不支持目前的3V及以下的低电压应用。此外，其制造过程涉及输入和输出部分单独制作，异常电路匹配的激光微调，以及在两部分间安装隔离电容，使这些器件相当昂贵。 3 多通道隔离
隔离器使用
隔离器使用 生产过程监视和控制中要用到多种自动化仪表、计算机及相应执行机构,过程中的信号既有微弱到毫伏级的小信号,又有数十伏的大信号,而且还有高达数千伏、数百安培的信号要处理。从频率上讲，有直流低频范围的，也有高频/脉冲尖峰。设备、仪表间互扰成为系统调试中必须要解决的问题。除了电磁屏蔽之外，解决各种设备、仪表的“地”，也即信号参考点的电位差，将成为重要课题。因为不同设备、仪表的信号要互传互送，那就存在信号参考点问题。换句话说，要使信号完整传送，理想化的情况是所有设备、仪表中的信号有一个共同的参考点，也即共有一个“地”。进一步讲，所有设备、仪表的信号的参考点之间电位为“零”。但是在实际环境中，这一点几乎是不可及的，这里面除了各个设备、仪表“地”之间连线电阻产生的电压降之外，尚有各种设备、仪表在不同环境受到干扰不同，以及导线接点经受风吹雨淋，导致接点质量下降等诸多因素。致使各个“地”之间有差别。 两个现场设备仪表(1#,2#)向PLC传送信号以及PLC向两台现场设备仪表发出信号。假定传送的均为0-10VDC信号。理想情况，PLC及两个现场设备“地”电位完全相等。传送过程中又没有干扰，这样从PLC 输入来看，接收正确。但正如前所述，两个现场设备通常有“地”电位差，举例来讲，1#设备“地”与PLC“地”同电位，2#设备比它们的“地”电位高0.1V，这样1#设备给PLC的信号为0-10V，而2#设备给PLC的为0.1V-10.1V,误差就产生了,同时1#,2#设备的“地”线在PLC汇合联接。将0.1V电压施加在PLC地线条上，有可能损坏PLC局部“地”线，同时在显示错误数据，由此引起的问题在现场调试中屡有出现。例如某大型建材公司的生产线调试中，使用美国AB-PLC接国内某厂家手操器。AB-PLC的数据采集板有每八个通道，八个通道共用一个12位A/D，经过变换后，由12个光耦实现与主机隔离。它的八个通道输入之间并没有隔离，致使八个通道输入信号每个单独接入采集板均正常，接入两个或多于两个外部信号时，显示数字乱跳，故障无法排除。又如航天某部门测试发动机各点温度，使用K型偶作为传感器，同上述相似，仅测试一点一切正常，但是向主机接入两点或两点以上温度时，显示的温度明显错误。这两种情况在接入隔离器后，均正常。 隔离器之所以能起到这个作用，就是它具有使输入/输出在电气上完全隔离的特点。换句话讲，输入/输出之间没有共同“地”，外来信号不管是0-10V，或带着+10V干扰的10V-20V经隔离后均为0-10V，也即隔离后新建立的PLC“地”与外部设备、仪表“地”没关系。正是由于这个原因，也实现输入到PLC主机的多个外接设备仪表信号之间隔离，也即它们之间没有“地”的关系。 上面谈了输入到PLC信号的隔离，同样在PLC向外部信号设备传出信号也有类似现象问题。显然采用隔离器亦能达到解决问题的目的。 谈到PLC向外部设备、仪表发送信号，有一种情况经常遇到：要求PLC的输出即能给显示仪表，又能传送给变频器一类的设备。欲彻底解决干扰问题，推荐使用隔离式信号分配器。这种隔离器即实现PLC输出信号与外设隔离，同时实现外设之间隔离。有时现场仪表在配套时，由于协调不利，产生了如
信号隔离器应用场合及使用原理
信号隔离器应用场合及使用原理 2008/3/6/09:04 1．信号隔离器的作用 （1）地环流干扰 在工业生产过程中实现监视和控制需要用到各种自动化仪表、控制系统和执行机构，他们之间的信号传输既有微弱到毫伏级、毫安级的小信号；又有几十伏，数千伏、数百安培的大信号；既有低频直流信号，也有高频脉冲信号等等，构成系统后往往发现在仪表和设备之间传输相互干扰，造成系统不稳定甚至误操作，出现这种情况除了每个仪器、设备本身的性能原因如抗电磁干扰影响，还有一个十分重要的原因就是各种仪器设备根据要求和目的都需要接地,例如为了安全，机壳需要接大地；为了使电路正常工作，系统需要有公共参考点；为了抑制干扰加屏蔽罩，屏蔽罩也需要接地，但是由于仪表和设备之间的参考点之间存在电势差（也就是各设备的共地点不同）因而形成“地环流”、“接地环流”问题是在系统处理信号过程中必须解决的问题。 （2）自然干扰 雷电是一种主要的自然干扰源，雷电产生的干扰可以传输到数千公里以外的地方。雷电干扰的时域波形是叠加在一串随机脉冲背景上的一个大尖峰脉冲。宇宙噪音是电离辐射产生的，在一天中不断变化。太阳噪音则随着太阳活动情况的剧烈变化。自然界噪声主要会对通讯产生干扰，而雷电能量尖蜂脉冲可以对很多设备造成损坏，应该加以避免或降低损坏程度，减少损失。 （3）人为干扰 电磁干扰产生的根本原因是导体中有电压或电流的变化，即较大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能够使导体产生电磁波辐射。一方面，人们可以利用这一特点实现特定功能，例如，无限通信、雷达或其他功能，另一方面，电子设备在工作时，由于导体中的dv/dt或di/dt会产生伴随电磁辐射。无论主观上出于什么目的，客观上对电磁环境造成了污染。还有工厂企业在生产过程中会经常有一些大型的设备（电机、变频器）频繁开关，他们也会造成一些容性、感性的干扰，也将影响仪器仪表正常显示或采集。凡是有电压电流突变的场合，肯定会有电磁干扰存在。数字脉冲电路就是一种典型的干扰源，随着电子技术的广泛应用,电磁污染情况会越来越严重. 2.解决各种干扰的方法 首先干扰的三要素是干扰源、敏感源和耦合路径，这三要素缺少一个，电磁兼容问题都不会存在。因此要从这三要素入手。找出最方便的解决方法，一般干扰源和敏感源是没办法解决的，通常是从耦合路径想办法，也是最常用的方法。如加屏蔽、加滤波等手段。而处理环流最常见也最为麻烦，现在以此为探讨话题。 （1）第一种方法；所有现场设备不接地，使所有过程环路只有一个接地点，不能形成回路，这种方法看似简单，但实际应用中往往很难实现，因为某些设备要求必须接地才能保证测量精度或人身安全，某些设备可能因为长期遭到腐蚀和磨损后或气候影响而形成新的接地点。
信号隔离器的原理以及分类
信号隔离器的原理以及常见分类 浅谈关于隔离器的一些常见以及常用的知识： 首先将变送器或仪表的信号，通过半导体器件调制变换，然后通过光感或磁感器件进行隔离转换，然后再进行解调变换回隔离前原信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。 功能： 一：保护下级的控制回路。 二：消弱环境噪声对测试电路的影响。 三：抑制公共接地、变频器、电磁阀及不明脉冲对设备的干扰；同时对下级设备具有限压、额流的功能是变送器、仪表、变频器、电磁阀PLC/DCS输入输出及通讯接口的忠实防护。 KLG系列导轨结构，易于安装，可有效的隔离：输入、输出和电源及大地之间的电位。能够克服变频器噪声及各种高低频脉动干扰。 隔离器： 工业生产中为增加仪表负载能力并保证连接同一信号的仪表之间互不干扰，提高电气安全性能。需要将输入的电压、电流或频率、电阻等信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后，再输出隔离的电流和电压信号，安全的送给二次仪表或plc\dcs使用。 配电器： 工业现场一般需要采用两线制传输方式，既要为变送器等一次仪表提供24V配电电源，同时又要对输入的电流信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后，再输出隔离的电流和电压信号，供后面的二次仪表或其它仪表使用。 安全栅： 一些特殊的工业现场(如燃气公司和化工厂)不但需要两线制传输，既提供配电电源又有信号隔离功能，同时还需要具有安全火花防爆的性能，可靠地遏制电源功率、防止电源、信号及地之间的点火，限流、降压双重限制信号及电源回路，把进入危险场所的能量限制在安全定额范围内。 由于生产厂家不同，对隔离器的生产工艺、接线定义也不都相同，但使用场合基本相同，所以对产品的防护要求及维护基本相同。 1．使用前应详细阅读说明书。 2．作为信号隔离使用时，应将输入端串入环路电路中，输出端接取样回路。 3．作为隔离配电使用时，应将输入端并入电源电路中，输出端接变送器。 4．若不正常工作应先检查接线是否正确，注意电源有无及极性反正。 在平常的生产过程中你是否经常使用隔离器呢？你能区别有源与无源隔离器的特点么？你能做出好的决定：在哪里是使用有源的？在哪里使用无源的？现在就给大家讲解一下关于信号隔离器的问题。在工业现场，在距离较远的电气设备、仪表、PLC控制系统、DCS 系统之间进行信号传输时，往往存在干扰，造成系统不稳定甚至误操作。除系统内、外部干扰影响外，还有一个十分重要的原因就是各种仪器设备的接地处理问题。一般情况下，设备外壳需要接大地，电路系统也要有公共参考地。但是，由于各仪表设备的参考点之间存在电势差，因而形成接地环路，由于地线环流会带来共模及差模噪声及干扰，常常造成系统不能正常工作。一个理想的解决方案是，对设备进行电气隔离，这样，原本相互联接的地线网络
信号隔离模块(信号隔离器)
DATA-8205 信号隔离模块主要用于对工业设备的RS232/RS485通信接口的隔离保护，通过模块内部电路的电气隔离，可有效避免地线回路电压、浪涌、感应雷击、静电、热插拔、电磁干扰等因素造成的设备损坏。 设备特点： ◆工业级电磁隔离，能够提供高达2500Vrms的隔离电压。 ◆完整的保护方案能使RS-232/RS-485设备安装于任何复杂的工业环境而免除静电、雷击、电磁和浪涌对设备的干扰或损坏。 ◆用户可自主设定隔离串口类型。 ◆全透明通信，无须调试、即插即用。 ◆通信波特率自适应。 ◆体积小巧，安装方便。 产品型号DATA-8205 符合标准EIA/TIA RS-232C、RS-485国际标准 工作方式自定义串口类型 波特率300bps ~ 57600bps自适应 信号隔离2500V 电源隔离非隔离 传输介质双绞线或屏蔽线 工作电源9 ~ 30VDC宽压输入 响应时间≤ 10nm 安装方式DIN导轨安装（35mm） 适用环境即插即用 工作环境-40℃到 85℃，相对湿度为5%到95% 外壳材质工程塑料 外型尺寸100x25.4x74mm
DATA-8301 信号隔离模块是工业级电流信号隔离分配器，采用磁隔离技术保证隔离器的隔离功能:输入、输出、电源之间全隔离，能够屏蔽现场各种干扰信号和有害信号，同时保证输出信号不衰减，提供高精度信号。采集现场各类一次传感器或其他仪表输出的直流信号后，经隔离、抗干扰处理后输出，使得检测和控制回路信号的安全性和抗干扰能力大大增强，提高系统可靠性。 设备特点： ◆采用高精度采集芯片，精度高。 ◆兼容性强，可接入各种4~20mA输出的变送器及仪表。 ◆具备两路电流输入、两路隔离电流输出，可为变送器和仪表提供DC 12V/24V供电电源。 ◆体积小巧，标准DIN35导轨安装，节省空间、安装简便。 产品型号DATA-8301 工作电压：10V～30V DC 负载能力：0~250Ω 消耗功率：≤2W 工作精度：±0.2% 隔离耐压：1500VDC 绝缘电阻：>100MΩ 响应时间：200μS 电磁兼容：IEC61000-4-4：1995 环境温度：-30℃~ 85℃ 环境湿度: <90% 无结露
光电耦合器件简介
光电耦合器件简介 光电偶合器件（简称光耦）是把发光器件（如发光二极体）和光敏器件（如光敏三极管）组装在一起，通过光线实现耦合构成电—光和光—电的转换器件。光电耦合器分为很多种类，图1所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。 当电信号送入光电耦合器的输入端时，发光二极体通过电流而发光，光敏元件受到光照后产生电流，CE导通；当输入端无信号，发光二极体不亮，光敏三极管截止，CE不通。对于数位量，当输入为低电平“0”时，光敏三极管截止，输出为高电平“1”；当输入为高电平“1”时，光敏三极管饱和导通，输出为低电平“ 0”。若基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。这种光耦合器性能较好，价格便宜，因而应用广泛。 图一最常用的光电耦合器之部结构图三极管接收型 4脚封装
图二光电耦合器之部结构图三极管接收型 6脚封装 图三光电耦合器之部结构图双发光二极管输入三极管接收型 4脚封装
图四光电耦合器之部结构图可控硅接收型 6脚封装 图五光电耦合器之部结构图双二极管接收型 6脚封装 光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种杂讯干扰，使通道上的信号杂讯比大为提高，主要有以下几方面的原因：
（1）光电耦合器的输入阻抗很小，只有几百欧姆，而干扰源的阻抗较大，通常为105～106Ω。据分压原理可知，即使干扰电压的幅度较大，但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小，只能形成很微弱的电流，由于没有足够的能量而不能使二极体发光，从而被抑制掉了。 （2）光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系，也没有共地；之间的分布电容极小，而绝缘电阻又很大，因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去，避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。 （3）光电耦合器可起到很好的安全保障作用，即使当外部设备出现故障，甚至输入信号线短接时，也不会损坏仪表。因为光耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的高压。 （4）光电耦合器的回应速度极快，其回应延迟时间只有10μs左右，适于对回应速度要求很高的场合。 光电隔离技术的应用 微机介面电路中的光电隔离 微机有多个输入埠，接收来自远处现场设备传来的状态信号，微机对这些信号处理后，输出各种控制信号去执行相应的操作。在现场环境较恶劣时，会存在较大的杂讯干扰，若这些干扰随输入信号一起进入微机系统，会使控制准确性降低，产生误动作。因而，可在微机的输入和输出端，用光耦作介面，对信号及杂讯进行隔离。典型的光电耦合电路如图6所示。该电路主要应用在“A／D转换器”的数位信号输出，及由CPU发出的对前向通道的控制信号与类比电路的介面处，从而实现在不同系统间信号通路相联的同时，在电气通路上相互隔离，并在此基础上实现将类比电路和数位电路相互隔离，起到抑制交叉串扰的作用。 图六光电耦合器接线原理 对于线性类比电路通道，要求光电耦合器必须具有能够进行线性变换和传输的特性，或选择对管，采用互补电路以提高线性度，或用V／F变换后再用数位光耦进行隔离。 功率驱动电路中的光电隔离 在微机控制系统中，大量应用的是开关量的控制，这些开关量一般经过微机的I／O输出，而I／O的驱动能力有限，一般不足以驱动一些点磁执行器件，需加接驱动介面电路，为避免微机受到干扰，须采取隔离措施。如可控硅所在的主电路一般是交流强电回路，电压较高，电流较大，不易与微机直接相连，可应用光耦合器将微机控制信号与可控硅触发电路进行隔离。电路实例如图7所示。