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信號隔離器在鍋爐控制系統中的應用

更新時(shí)間:2022-06-14瀏覽:992次
摘要:鍋爐是工業(yè)中普遍的動(dòng)力設備之一,其控制系統的可靠性直接影響了鍋爐的安全和經(jīng)濟運行。在實(shí)際工作中,鍋爐的PLC控制系統有時(shí)會(huì )出現干擾問(wèn)題,造成鍋爐無(wú)故熄火,顯示異常,數據波動(dòng)。接入信號隔離器可以有效的抑制外界干擾,提高系統的可靠性。
關(guān)鍵詞:信號隔離器;鍋爐PLC控制系統;抗干擾
0:概述
       鍋爐是發(fā)電廠(chǎng)及其它工業(yè)企業(yè)中普遍的動(dòng)力設備之一,它的功能是把燃料中的貯能,通過(guò)燃燒轉化成熱能,以蒸汽或熱水的形式輸向各種設備。工業(yè)鍋爐系統復雜,為了達到理想的控制效果,鍋爐PLC控制系統逐漸應用廣泛。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,鍋爐PLC控制系統的應用由最初的鍋爐數據監視逐漸發(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)濟運行。目前,鍋爐的控制系統大多處于強電電路和強電設備形成的惡劣電磁環(huán)境中,在兩個(gè)設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控制系統控制過(guò)程與原理
       鍋爐PLC控制系統的總結構圖如圖1所示。系統采用PLC做控制器,熱電阻溫度傳感器,差壓傳感器采集數據信息,經(jīng)過(guò)溫度變送、壓力變送器將信號轉化為標準信號后經(jīng)過(guò)信號隔離器隔離轉換,再把隔離輸出信號傳送給PLC處理機,PLC給定輸出信號再通過(guò)信號隔離器傳送給執行器件,通過(guò)控制電磁閥的開(kāi)度和電動(dòng)機的轉速對整個(gè)燃燒過(guò)程進(jìn)行控制。
圖1 鍋爐PLC控制系統
2:信號隔離器在鍋爐控制系統中的應用
2.1 鍋爐PLC控制系統中的干擾
       鍋爐PLC控制系統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(xiàn)干擾在內的傳導干擾,其中傳導干擾在工業(yè)現場(chǎng)較常見(jiàn)也較嚴重。
       空間輻射干擾主要是指電力網(wǎng)絡(luò )、電氣設備的暫態(tài)過(guò)程、雷電、無(wú)線(xiàn)電、高頻感應加熱設備等產(chǎn)生的干擾,示意圖如下。其分布極為復雜,若PLC系統在射頻場(chǎng)內就會(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內邏輯電路和模擬電路的正常工作。
圖3 接地干擾
       信號線(xiàn)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(xiàn)上的外部干擾。這是相對嚴重的問(wèn)題,信號線(xiàn)引入的干擾會(huì )引起信號工作異常,降低測量精度,嚴重時(shí)引起元器件損傷。對于鍋爐PLC系統來(lái)說(shuō)這些干擾會(huì )導致其輸送錯誤的命令,可能會(huì )引起水流量,溫度等參數異常,導致鍋爐故障停機,更甚者控制系統死機,降低工作效率的同時(shí)還會(huì )帶來(lái)安全問(wèn)題。
圖4 信號線(xiàn)引入干擾
2.2 信號隔離器在鍋爐PLC系統中的作用
       在實(shí)際工作中,為了提高其可靠性,在兩個(gè)設備信號連接之間加裝適當的信號隔離器,是有效的解決鍋爐PLC控制系統干擾的方法之一。
       如下圖5所示,將閥門(mén)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。該方式隔離強度高、負載能力強、安裝接線(xiàn)簡(jiǎn)單、運行穩定、安全可靠,同時(shí)解決了電磁干擾及高頻信號滲入的問(wèn)題。

圖5
       如圖6所示,在過(guò)程環(huán)路中使用信號隔離器,能夠斷開(kāi)過(guò)程環(huán)路中的直接電路但又不影響過(guò)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(shí)還可解決信號轉換及信號分配等問(wèn)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(xiàn)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(xiàn)圖
BM100系列信號隔離器外觀(guān)圖
3.2技術(shù)參數
4:結束語(yǔ)
       在鍋爐PLC 控制系統中加裝信號隔離器,有效解決了控制系統中的干擾問(wèn)題,對提高 PLC/DCS 控制系統測量信號的精度和系統的安全穩定、可靠運行提供了保障。無(wú)論從經(jīng)濟還是實(shí)用性而言,信號隔離器都具有廣泛的推廣意義。
參考文獻
[1]企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.6.
[2]張騰.變頻器對PLC干擾常見(jiàn)故障的分析與處理[J].電子測試,2019(13):120-121.

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