安(ān)科(kē)瑞 陳(chén)聰 周潔

摘(zhāi)要：水處理(lǐ)控(kòng)製係(xì)統中(zhōng)，其(qí)控(kòng)製，監(jiān)測(cè)模(mó)塊的非(fēi)電(diàn)量模(mó)擬(nǐ)量傳感器采用信(xìn)號隔離(lí)器的接(jiē)綫方(fāng)式(shì)合理地解(jiě)決了(liǎo)相關(guān)模擬量(liáng)傳(chuán)感器(qì)供(gōng)電電源安全和相對(duì)獨立的問(wèn)題(tí)，保證(zhèng)了監測模塊(kuài)的電(diàn)源，模(mó)擬量采集(jí)模塊(kuài)和輸出(chū)模(mó)塊的相對隔離(lí)，降低了可(kě)能會(huì)造(zào)成的模板燒毀(huǐ)損(sǔn)壞的概率，提高了(liǎo)模(mó)擬(nǐ)信號(hào)測(cè)量(liáng)精度，抗電磁幹擾(rǎo)的能(néng)力，同時也解決因某(mǒu)些(xiē)現場非電量安裝(zhuāng)條件的(dí)限(xiàn)製(zhì)問題。

  關鍵(jiàn)詞(cí)：信號隔離器(qì)；水(shuǐ)處理(lǐ)；模擬量(liáng)傳感器；

  0：概述

  在水(shuǐ)處理監(jiān)控(kòng)自(zì)動化係(xì)統(tǒng)中，需要(yào)監測一些模(mó)擬(nǐ)信號(hào)，包括電(diàn)量(liáng)模(mó)擬信號(如電(diàn)流，電(diàn)壓，功(gōng)率(shuài)等(děng))和(hé)非(fēi)電量模擬信號(如(rú)壓力，水位(wèi)，流量等)。電量(liáng)模擬信(xìn)號(hào)由(yóu)變(biàn)送器提供(gōng)，一般(bān)可以(yǐ)輸出隔(gé)離的4～20mA信號(hào)，不需要(yào)外加(jiā)信號隔離器(qì)。非(fēi)電(diàn)量模(mó)擬(nǐ)信(xìn)號傳感(gǎn)器工作(zuò)電源一般(bān)取自自(zì)動化係(xì)統設(shè)備(bèi)提(tí)供(gōng)DC24V電源(yuán)模塊，且(qiě)多數不隔(gé)離(lí)。為實現(xiàn)各控製(zhì)，監測(cè)模塊相關(guān)模(mó)擬(nǐ)量傳感(gǎn)器供(gōng)電(diàn)電源安(ān)全，穩(wěn)定(dìng)和相對(duì)獨立(lì)，降(jiàng)低因某(mǒu)個(gè)模擬(nǐ)量(liáng)傳感器(qì)工(gōng)作(zuò)電(diàn)源回(huí)路外部短(duǎn)路，造成(chéng)電源(yuán)模板(bǎn)擊穿或燒毀(huǐ)的概率(shuài)，危(wēi)及(jí)相關設備自動化係統運(yùn)行安(ān)全(quán)，特別(bié)是對(duì)於那些用(yòng)於過(guò)程(chéng)控(kòng)製中(zhōng)需實(shí)施越限(xiàn)報(bào)警(jǐng)，動(dòng)作停(tíng)機和重(zhòng)要設(shè)備退(tuì)出(chū)運(yùn)行操作(zuò)的模(mó)擬(nǐ)量傳感器使用信號隔離(lí)器是有益(yì)的(dí)選(xuǎn)擇，否則有引起(qǐ)誤(wù)動(dòng)作的(dí)可能(néng)，不利(lì)於整個(gè)係統安(ān)全(quán)穩(wěn)定運(yùn)行(háng)，甚至造成不必要(yào)損(sǔn)失(shī)。

  1：模擬量(liáng)傳(chuán)感(gǎn)器接(jiē)綫方(fāng)式類型(xíng)

  在(zài)水(shuǐ)處理自(zì)動(dòng)化控製(zhì)係統中，一(yī)般(bān)需(xū)要現(xiàn)場的(dí)壓(yā)力，水位，流量(liáng)等(děng)非電(diàn)量信號進行(háng)測量監(jiān)測，常(cháng)常(cháng)用(yòng)到(dào)壓力傳感器(qì)，水位傳(chuán)感器(qì)，流量(liáng)傳(chuán)感器(qì)等(děng)，這(zhè)些非(fēi)電(diàn)量傳感(gǎn)器分為2綫(xiàn)製，3綫(xiàn)製(zhì)，4綫製，均(jūn)需(xū)外部(bù)提供(gōng)工(gōng)作電(diàn)源(yuán)，為保證(zhèng)電(diàn)源(yuán)的(dí)安(ān)全性一(yī)般采用DC24V，常(cháng)用的方式(shì)是(shì)采用(yòng)由相關控製係(xì)統(tǒng)設備提供的(dí)DC24V電源。整(zhěng)個水處理自動化控製係統中(zhōng)需監測(cè)的傳(chuán)感器(qì)數量多，關注其重要性(xìng)以及確保(bǎo)現場(cháng)控製單(dān)元(yuán)運行(háng)安全，一般提(tí)供(gōng)獨(dú)立(lì)的DC24V電源(yuán)模塊(kuài)。信號隔離器作為傳感器和PLC連接(jiē)的(dí)橋(qiáo)梁，不(bù)僅(jǐn)提高了模擬信(xìn)號(hào)測量精(jīng)度(dù)，抗(kàng)電磁幹擾(rǎo)的(dí)能力，電氣(qì)隔離安(ān)全(quán)性能，而且(qiě)能夠合理解(jiě)決(jué)傳感器供(gōng)電電源(yuán)安全和相(xiāng)對(duì)獨立(lì)的問題。

傳感器(qì)的(dí)接綫(xiàn)方式類型(xíng)

  二(èr)綫(xiàn)製(zhì)是(shì)兩根導綫(xiàn)供(gōng)電(diàn)的同時傳輸(shū)DC4-20mA標(biāo)準信(xìn)號(hào)；三綫(xiàn)製就(jiù)是電源正端用(yòng)一(yī)根綫(xiàn)，信(xìn)號輸(shū)出(chū)正端(duān)用一(yī)根綫，電源(yuán)負端和信號負端共(gòng)用一根(gēn)綫，用於電壓參(cān)考(kǎo)點和(hé)電(diàn)流回(huí)路(lù)，其供電(diàn)大(dà)多(duō)為(wéi)DC24V，輸出(chū)信號有DC4-20mA標(biāo)準信(xìn)號(hào)；四綫製(zhì)就(jiù)是供(gōng)電(diàn)回路(lù)和信號回(huí)路各自(zì)獨(dú)立，采用(yòng)隔(gé)離(lí)電(diàn)路分(fēn)開，兩(liǎng)根綫(xiàn)負責(zé)電源的(dí)供應，另外兩根(gēn)綫(xiàn)負(fù)責(zé)輸出信(xìn)號(如電壓(yā)，電流(liú)等)。

  1.1信號(hào)隔離(lí)器(qì)在模(mó)擬量傳感(gǎn)器(qì)接綫的應(yīng)用

  傳感器工作電源和模擬量信(xìn)號輸(shū)入未采用合(hé)理的隔離措(cuò)施，可(kě)能(néng)造成的(dí)危害：電(diàn)纜(lǎn)或(huò)傳(chuán)感(gǎn)器現(xiàn)場接(jiē)頭(tóu)發(fā)生(shēng)短路故障時(shí)，或(huò)戶外(wài)安裝的傳感器(qì)受到(dào)雷擊(jī)過電(diàn)壓時，將危及(jí)控製(zhì)，監(jiān)測係統屏上(shàng)電源模塊和(hé)模擬量(liáng)采(cǎi)集模(mó)塊(kuài)的(dí)運行(háng)安全，可(kě)能會造成模(mó)板(bǎn)擊穿或(huò)燒(shāo)毀，嚴(yán)重(zhòng)的會影響到(dào)控(kòng)製，監測係統運行。同時，對於(yú)2綫製(zhì)，3綫(xiàn)製(zhì)和4綫(xiàn)製傳(chuán)感器(qì)，電源(yuán)和信號無合理隔離(lí)，其測量(liáng)精度(dù)和(hé)抗(kàng)工頻電(diàn)磁(cí)幹擾(rǎo)的能(néng)力大大(dà)降低，其測(cè)量精度和抗(kàng)幹(gān)擾的能力也(yě)將(jiāng)受到影(yǐng)響。近(jìn)幾(jī)年，國內(nèi)多(duō)個(gè)大中(zhōng)型水(shuǐ)處(chǔ)理(lǐ)係(xì)統已在(zài)非(fēi)電量(liáng)模擬量(liáng)傳(chuán)感器電(diàn)源和信(xìn)號回路中(zhōng)，采用信(xìn)號隔(gé)離器的接綫方(fāng)式(shì)解(jiě)決(jué)和避免出現上(shàng)述問題。

  2：BM100信號(hào)隔離(lí)器

  2.1概(gài)述(shù)

  BM100係列(liè)信號(hào)隔(gé)離器(qì)在工(gōng)業(yè)生產中(zhōng)為(wéi)增加儀(yí)表(biǎo)負載(zǎi)能力並保(bǎo)證連接同(tóng)一信號的(dí)儀表之(zhī)間互不幹擾，提高電氣安(ān)全性能(néng)。BM100信號隔離器輸(shū)入(rù)支持三種(zhǒng)輸(shū)入(rù)模式(shì)，兼(jiān)容傳(chuán)感器(qì)的三(sān)種接(jiē)綫方(fāng)式，將(jiāng)輸入信(xìn)號進(jìn)行隔(gé)離輸出(chū)，安(ān)全的(dí)輸送給二次(cì)儀(yí)表或(huò)PLC/DCS使(shǐ)用。

BM100信號隔離(lí)器(qì)接綫圖

BM100係列信(xìn)號隔離器(qì)外(wài)觀圖

  2.2技術(shù)參數(shù)

  2.3應(yīng)用實(shí)例(lì)

  信號(hào)隔(gé)離器在(zài)水(shuǐ)處理控製(zhì)係(xì)統的(dí)應用(yòng)

  由於(yú)某(mǒu)集團水處(chǔ)理現場非(fēi)電量(liáng)傳(chuán)感器(qì)安(ān)裝(zhuāng)條(tiáo)件的限製(zhì)，其模(mó)擬(nǐ)量(liáng)輸出(chū)信號需(xū)擴展(zhǎn)才(cái)能解(jiě)決1路4～2OmA模擬量信號(hào)同時(shí)傳輸(shū)給2套不同(tóng)控製(zhì)和監測係統的(dí)問題(tí)，現場(cháng)的互(hù)感(gǎn)器(qì)接綫(xiàn)方式(shì)屬於(yú)二(èr)綫製，需要給(gěi)現(xiàn)場(cháng)的傳(chuán)感(gǎn)器(qì)提供一路隔離的(dí)電(diàn)源。單路DC4～20mA模擬量(liáng)擴展出雙(shuāng)路DC4～20mA的輸出(chū)信(xìn)號，實(shí)現(xiàn)了水(shuǐ)處理控製(zhì)，監(jiān)測(cè)係(xì)統(tǒng)的(dí)相對獨立。該(gāi)方(fāng)式(shì)隔(gé)離強(qiáng)度高，負載能(néng)力(lì)強，安裝(zhuāng)接綫(xiàn)簡單(dān)，運行穩(wěn)定，安全(quán)可靠，同(tóng)時(shí)解決了水處理(lǐ)現場傳感(gǎn)器安(ān)裝(zhuāng)帶(dài)來(lái)的問題。

信(xìn)號隔(gé)離(lí)器(qì)應(yīng)用示意圖(tú)

  3：結束語(yǔ)

  以上(shàng)非(fēi)電量(liáng)模(mó)擬量傳(chuán)感(gǎn)器采(cǎi)用信號隔離器(qì)的(dí)接綫(xiàn)方式(shì)，在(zài)水處(chǔ)理自(zì)動化係統中(zhōng)應(yīng)用，取得(dé)了良好(hǎo)的(dí)效(xiào)果，目(mù)前已(yǐ)在某集(jí)團水處理應用，對(duì)提高水處理自(zì)動(dòng)化(huà)控製和監(jiān)測水平(píng)起(qǐ)到(dào)了良好的(dí)示範(fàn)作(zuò)用。

  參考文獻(xiàn)

  [1]企業(yè)微電網設(shè)計與(yǔ)應用(yòng)手(shǒu)冊.2020.6.

  [2]劉(liú)書(shū)勤[1],黨(dǎng)琦[2].水電(diàn)站(zhàn)自動(dòng)化係(xì)統中(zhōng)監控係統的應(yīng)用[J].中國科技博覽,2012(11):102-102.