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信號(hào)隔離器在鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

更新時(shí)間:2022-05-25 點(diǎn)擊次數(shù):486
摘要:鍋爐是工業(yè)中的動(dòng)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(yùn)行。在實(shí)際工作中,鍋爐的PLC控制系統(tǒng)有時(shí)會(huì)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(dòng)。接入信號(hào)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(hào)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)中的動(dòng)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)用由最初的鍋爐數(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(jì)量等,其可靠性直接影響到鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(gè)設(shè)備之間加裝信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)后經(jīng)過信號(hào)隔離器隔離轉(zhuǎn)換,再把隔離輸出信號(hào)傳送給PLC處理機(jī),PLC給定輸出信號(hào)再通過信號(hào)隔離器傳送給執(zhí)行器件,通過控制電磁閥的開度和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速對(duì)整個(gè)燃燒過程進(jìn)行控制。
圖1 鍋爐PLC控制系統(tǒng)
2:信號(hào)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(hào)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(chǎng)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。其分布極為復(fù)雜,若PLC系統(tǒng)在射頻場(chǎng)內(nèi)就會(huì)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(diǎn)電位分布不均勻,不同接地點(diǎn)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(hào)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(hào)線上的外部干擾。這是相對(duì)嚴(yán)重的問題,信號(hào)線引入的干擾會(huì)引起信號(hào)工作異常,降低測(cè)量精度,嚴(yán)重時(shí)引起元器件損傷。對(duì)于鍋爐PLC系統(tǒng)來說這些干擾會(huì)導(dǎo)致其輸送錯(cuò)誤的命令,可能會(huì)引起水流量,溫度等參數(shù)異常,導(dǎo)致鍋爐故障停機(jī),更甚者控制系統(tǒng)死機(jī),降低工作效率的同時(shí)還會(huì)帶來安全問題。
圖4 信號(hào)線引入干擾
2.2 信號(hào)隔離器在鍋爐PLC系統(tǒng)中的作用
       在實(shí)際工作中,為了提高其可靠性,在兩個(gè)設(shè)備信號(hào)連接之間加裝適當(dāng)?shù)男盘?hào)隔離器,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(hào)輸入給信號(hào)隔離器,再把隔離輸出信號(hào)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(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠,同時(shí)解決了電磁干擾及高頻信號(hào)滲入的問題。

圖5
       如圖6所示,在過程環(huán)路中使用信號(hào)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(hào)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(shí)還可解決信號(hào)轉(zhuǎn)換及信號(hào)分配等問題。
圖7
3:BM100信號(hào)隔離器
3.1概述
       BM100系列信號(hào)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(hào)的儀表之間互不干擾,提高電氣安全性能。BM100信號(hào)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(hào)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(hào)隔離器接線圖
BM100系列信號(hào)隔離器外觀圖
3.2技術(shù)參數(shù)
4:結(jié)束語(yǔ)
       在鍋爐PLC 控制系統(tǒng)中加裝信號(hào)隔離器,有效解決了控制系統(tǒng)中的干擾問題,對(duì)提高 PLC/DCS 控制系統(tǒng)測(cè)量信號(hào)的精度和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定、可靠運(yùn)行提供了保障。無論從經(jīng)濟(jì)還是實(shí)用性而言,信號(hào)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(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.6.
[2]張騰.變頻器對(duì)PLC干擾常見故障的分析與處理[J].電子測(cè)試,2019(13):120-121.

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