交流電流采集模塊是工業物聯網(IIoT)數據采集層的核心硬件,主要用于實時監測電網、工業設備的交流電流信號,并將其轉換為可處理的電信號(模擬量或數字量),廣泛應用于智慧電力、工業自動化、智能制造等場景。根據信號轉換方式、安裝方式、通信接口等核心維度,其常見類型可分為以下幾類,同時結合工業場景的實際應用特點進行詳細說明:
1. 按信號輸出類型分類
- 模擬量輸出型交流電流采集模塊:這是工業領域早期常用的類型,核心功能是將交流電流信號通過互感器、調理電路轉換為標準模擬量輸出。常見輸出規格為4 - 20mA電流信號或0 - 10V電壓信號,適配傳統PLC、數據采集卡等設備。優勢是兼容性強、響應速度快,無需復雜協議解析;缺點是信號傳輸易受干擾,不支持遠距離傳輸,適用于近距離、簡單場景,如小型機床的電流監測。
-數字量輸出型交流電流采集模塊:當前工業物聯網的主流類型,采集到的電流信號經ADC(模數轉換器)轉換為數字信號后,通過標準協議輸出。支持的數字信號格式包括RS485(Modbus RTU協議)、CAN總線協議、LoRa無線傳輸等,部分高端模塊還支持以太網(Modbus TCP/Profinet協議)。該類型抗干擾能力強、傳輸距離遠,可直接接入云平臺實現遠程監控,適用于智慧工廠、智能電網、智慧水利等大規模物聯網項目。
2.按安裝與測量方式分類
-開合式(鉗形)交流電流采集模塊:采用鉗形互感器設計,無需切斷電纜即可安裝,安裝維護便捷,不影響設備正常運行。核心特點是非侵入式測量,電流測量范圍廣(通常為0 - 1000A),適用于已投產設備的電流改造項目,比如老舊生產線的設備電流監測升級、建筑樓宇的用電設備巡檢等。
-固定式(穿芯式)交流電流采集模塊:需將電纜穿過模塊的穿心孔進行安裝,測量精度更高(誤差通?!堋?.5%),穩定性強,適用于新建項目或對測量精度要求高的場景,如精密儀器生產設備、新能源充電樁的電流監測。
3.按供電與傳輸方式分類
-有線供電型交流電流采集模塊:通過DC24V或AC220V電源供電,供電穩定,無續航顧慮,適用于設備集中、供電便利的工業場景,如車間流水線、配電室等。
-低功耗無線型交流電流采集模塊:集成LoRa、NB - IoT等無線通信模塊,采用電池供電或能量 harvesting(能量收集)技術,功耗極低,續航可達數年。無需布線,安裝靈活,適用于偏遠區域或布線困難的場景,如戶外光伏電站、農田灌溉水泵、偏遠水利監測點等。
4.按功能復雜度分類
-基礎型交流電流采集模塊:僅具備單一電流采集功能,結構簡單、成本低,適用于對附加功能無需求的場景,如普通照明電路、小型電機的電流監測。
-多功能型交流電流采集模塊:除核心電流采集外,集成電壓、功率、能耗、功率因數等參數監測功能,部分還支持過流報警、數據存儲、歷史數據回溯等。這類模塊可實現對設備用電狀態的全面監控,適用于智慧能源管理、工業節能改造等項目,比如工廠車間的能耗統計、商業建筑的用電優化等。
此外,還有按測量精度等級(工業級0.2級、0.5級、1級等)、適用場景(高頻/低頻電流采集模塊、防爆型采集模塊)劃分的細分類型,可根據工業物聯網項目的具體需求,如測量精度、傳輸距離、安裝條件、成本預算等靈活選擇。