電流信號隔離器在鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

    摘要:鍋爐是工業(yè)中較普遍的動力設(shè)備之一,其控制系統(tǒng)的可靠性直接影響了鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)運行。在實際工作中,鍋爐的PLC控制系統(tǒng)有時會出現(xiàn)干擾問題,造成鍋爐無故熄火,顯示異常,數(shù)據(jù)波動。接入信號隔離器可以有效的抑制外界干擾,提高系統(tǒng)的可靠性。
    關(guān)鍵詞:信號隔離器;鍋爐PLC控制系統(tǒng);抗干擾
    0:概述
    鍋爐是發(fā)電廠及其它工業(yè)企業(yè)中較普遍的動力設(shè)備之一,它的功能是把燃料中的貯能,通過燃燒轉(zhuǎn)化成熱能,以蒸汽或熱水的形式輸向各種設(shè)備。工業(yè)鍋爐系統(tǒng)復(fù)雜,為了達(dá)到理想的控制效果,鍋爐PLC控制系統(tǒng)逐漸應(yīng)用廣泛。隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,鍋爐PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用由較初的鍋爐數(shù)據(jù)監(jiān)視逐漸發(fā)展到水位控制,壓力控制,燃燒控制以及流量計量等,其可靠性直接影響到鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)運行。目前,鍋爐的控制系統(tǒng)大多處于強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備形成的惡劣電磁環(huán)境中,在兩個設(shè)備之間加裝信號隔離器是有效解決干擾的方法之一。
    1:鍋爐PLC控制系統(tǒng)控制過程與原理
    鍋爐PLC控制系統(tǒng)的總結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。系統(tǒng)采用PLC做控制器,熱電阻溫度傳感器,差壓傳感器采集數(shù)據(jù)信息,經(jīng)過溫度變送、壓力變送器將信號轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號后經(jīng)過信號隔離器隔離轉(zhuǎn)換,再把隔離輸出信號傳送給PLC處理機(jī),PLC給定輸出信號再通過信號隔離器傳送給執(zhí)行器件,通過控制電磁閥的開度和電動機(jī)的轉(zhuǎn)速對整個燃燒過程進(jìn)行控制。
    圖1 鍋爐PLC控制系統(tǒng)
    2:信號隔離器在鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
    2.1 鍋爐PLC控制系統(tǒng)中的干擾
           鍋爐PLC控制系統(tǒng)主要干擾源有空間輻射干擾,接地干擾以及包括電源干擾和信號引線干擾在內(nèi)的傳導(dǎo)干擾,其中傳導(dǎo)干擾在工業(yè)現(xiàn)場較常見也較嚴(yán)重。
    空間輻射干擾主要是指電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的干擾,示意圖如下。其分布較為復(fù)雜,若PLC系統(tǒng)在射頻場內(nèi)就會收到干擾影響。
    圖2 空間輻射干擾
           接地干擾主要如圖3所示,是指不同接地點電位分布不均勻,不同接地點存在地電位差,引起地環(huán)路電流,影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。
    圖3 接地干擾
    信號線引入的干擾如圖4所示,主要是變送器供電電源傳入的電網(wǎng)干擾以及信號線上的外部干擾。這是相對嚴(yán)重的問題,信號線引入的干擾會引起信號工作異常,降低測量精度,嚴(yán)重時引起元器件損傷。對于鍋爐PLC系統(tǒng)來說這些干擾會導(dǎo)致其輸送錯誤的命令,可能會引起水流量,溫度等參數(shù)異常,導(dǎo)致鍋爐故障停機(jī),較甚者控制系統(tǒng)死機(jī),降低工作效率的同時還會帶來安全問題。
    圖4 信號線引入干擾
    2.2 信號隔離器在鍋爐PLC系統(tǒng)中的作用
    在實際工作中,為了提高其可靠性,在兩個設(shè)備信號連接之間加裝適當(dāng)?shù)男盘柛綦x器,是有效的解決鍋爐PLC控制系統(tǒng)干擾的方法之一。
    如下圖5所示,將閥門定位器中的反饋信號輸入給信號隔離器,再把隔離輸出信號輸送給DCS、PLC 控制室。該方式隔離強(qiáng)度高、負(fù)載能力強(qiáng)、安裝接線簡單、運行穩(wěn)定、安全可靠,同時解決了電磁干擾及高頻信號滲入的問題。

    圖5
    如圖6所示,在過程環(huán)路中使用信號隔離器,能夠斷開過程環(huán)路中的直接電路但又不影響過程信號的正常傳輸,可以有效的解決接地干擾。在擁有高靈活性的同時還可解決信號轉(zhuǎn)換及信號分配等問題。
    圖7
    3:BM100信號隔離器
    3.1概述
           BM100系列信號隔離器在工業(yè)生產(chǎn)中為增加儀表負(fù)載能力并保證連接同一信號的儀表之間互不干擾,提高電氣安全性能。BM100信號隔離器輸入支持三種輸入模式,兼容傳感器的三種接線方式,將輸入信號進(jìn)行隔離輸出,安全的輸送給二次儀表或PLC/DCS使用。
    BM100信號隔離器接線圖
    BM100系列信號隔離器外觀圖
    3.2技術(shù)參數(shù)
    4:結(jié)束語
    在鍋爐PLC 控制系統(tǒng)中加裝信號隔離器,有效解決了控制系統(tǒng)中的干擾問題,對提高 PLC/DCS 控制系統(tǒng)測量信號的精度和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定、可靠運行提供了**。無論從經(jīng)濟(jì)還是實用性而言,信號隔離器都具有廣泛的推廣意義。
    參考文獻(xiàn)
    [1]企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.6.
    [2]張騰.變頻器對PLC干擾常見故障的分析與處理[J].電子測試,2019(13):120-121.

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