安科(kē)瑞 陳(chén)聰(cōng)

摘要：水處理控(kòng)製係(xì)統(tǒng)中，其(qí)控(kòng)製(zhì)，監測模塊的(dí)非(fēi)電量(liáng)模擬量傳感器采(cǎi)用信(xìn)號隔離(lí)器(qì)的(dí)接(jiē)綫方(fāng)式合理(lǐ)地解(jiě)決了(liǎo)相(xiāng)關(guān)模擬量(liáng)傳(chuán)感(gǎn)器(qì)供電(diàn)電(diàn)源安(ān)全和(hé)相(xiāng)對(duì)獨立的問(wèn)題，保(bǎo)證了監測(cè)模塊(kuài)的電源，模(mó)擬量采(cǎi)集(jí)模塊(kuài)和(hé)輸出模塊的相對(duì)隔(gé)離(lí)，降(jiàng)低(dī)了(liǎo)可能會(huì)造(zào)成的模(mó)板燒毀損壞的概(gài)率(shuài)，提高(gāo)了模擬(nǐ)信號(hào)測(cè)量(liáng)精度，抗電磁幹(gān)擾(rǎo)的(dí)能力，同時也解決因(yīn)某(mǒu)些現場(cháng)非(fēi)電(diàn)量(liáng)安(ān)裝條(tiáo)件的限製(zhì)問題。

  關(guān)鍵(jiàn)詞(cí)：信(xìn)號(hào)隔(gé)離器(qì)；水(shuǐ)處(chǔ)理；模(mó)擬(nǐ)量(liáng)傳感(gǎn)器；

  0：概(gài)述

  在水處(chǔ)理監控(kòng)自動化係統中(zhōng)，需要(yào)監(jiān)測(cè)一些模擬信(xìn)號，包(bāo)括電量模擬(nǐ)信號(hào)(如(rú)電流(liú)，電(diàn)壓，功率等)和非電量模擬(nǐ)信號(hào)(如壓力，水(shuǐ)位(wèi)，流(liú)量等(děng))。電(diàn)量(liáng)模擬信(xìn)號(hào)由(yóu)變送器提供，一(yī)般可以輸出隔離的4～20mA信(xìn)號(hào)，不需(xū)要(yào)外(wài)加信號隔離(lí)器。非(fēi)電量模(mó)擬(nǐ)信(xìn)號傳(chuán)感(gǎn)器(qì)工(gōng)作電(diàn)源(yuán)一(yī)般取(qǔ)自自動化(huà)係統設備(bèi)提(tí)供(gōng)DC24V電(diàn)源(yuán)模(mó)塊(kuài)，且多(duō)數不(bù)隔離(lí)。為實現各控製(zhì)，監測模塊(kuài)相(xiāng)關(guān)模(mó)擬(nǐ)量傳(chuán)感(gǎn)器(qì)供電電源(yuán)安(ān)全，穩定(dìng)和相對獨立(lì)，降低(dī)因(yīn)某(mǒu)個模擬量傳感(gǎn)器工(gōng)作電源(yuán)回路(lù)外部(bù)短路，造(zào)成電源模板(bǎn)擊穿或(huò)燒毀(huǐ)的(dí)概率(shuài)，危及(jí)相關(guān)設備自(zì)動化(huà)係統運(yùn)行(háng)安全，特別是對於(yú)那(nà)些用(yòng)於(yú)過程控(kòng)製(zhì)中需實(shí)施越限報警，動作(zuò)停(tíng)機(jī)和重要(yào)設(shè)備退出運行(háng)操作(zuò)的(dí)模擬量傳(chuán)感器使用信(xìn)號隔離器是有益的(dí)選(xuǎn)擇(zé)，否則有引起誤動(dòng)作(zuò)的可(kě)能，不(bù)利(lì)於整(zhěng)個係統(tǒng)安(ān)全穩(wěn)定運行(háng)，甚至造成不必要損(sǔn)失。

  1：模擬量傳感(gǎn)器接綫(xiàn)方式類型(xíng)

  在(zài)水處(chǔ)理自動化(huà)控(kòng)製係統中，一般需要現場(cháng)的(dí)壓力，水位，流量等非電量信(xìn)號(hào)進(jìn)行測量(liáng)監(jiān)測，常(cháng)常用到(dào)壓力傳感器，水(shuǐ)位傳(chuán)感(gǎn)器(qì)，流量(liáng)傳感器(qì)等，這些非(fēi)電量(liáng)傳感器分(fēn)為2綫製(zhì)，3綫製，4綫製，均(jūn)需(xū)外部提供(gōng)工作電源，為(wéi)保(bǎo)證(zhèng)電(diàn)源的(dí)安全性一(yī)般采用DC24V，常用的(dí)方式是(shì)采用(yòng)由相關(guān)控(kòng)製係統設(shè)備提供的DC24V電源。整個(gè)水(shuǐ)處理(lǐ)自動(dòng)化控(kòng)製係(xì)統中需監(jiān)測的傳(chuán)感器(qì)數量(liáng)多，關(guān)注其重(zhòng)要性(xìng)以(yǐ)及(jí)確保現(xiàn)場(cháng)控(kòng)製單(dān)元運行(háng)安(ān)全，一(yī)般(bān)提供(gōng)獨(dú)立(lì)的(dí)DC24V電源(yuán)模塊。信(xìn)號隔(gé)離器作(zuò)為傳(chuán)感器和PLC連接的橋(qiáo)梁，不僅(jǐn)提(tí)高(gāo)了模(mó)擬信號測量(liáng)精(jīng)度(dù)，抗電磁幹擾(rǎo)的能力，電氣(qì)隔(gé)離(lí)安全性能，而且能(néng)夠合(hé)理解(jiě)決傳感器(qì)供(gōng)電電源安全和相對(duì)獨立的問(wèn)題。

傳(chuán)感器(qì)的接綫(xiàn)方式(shì)類(lèi)型(xíng)

  二(èr)綫製是(shì)兩根導綫供電的同時傳(chuán)輸DC4-20mA標準信號；三(sān)綫製就(jiù)是電源正端用一根綫，信號(hào)輸出正端用一根綫(xiàn)，電(diàn)源(yuán)負端和(hé)信(xìn)號(hào)負端共(gòng)用一根綫，用(yòng)於電(diàn)壓(yā)參考點和電(diàn)流回路，其供電(diàn)大多為DC24V，輸出信號(hào)有DC4-20mA標準信號(hào)；四綫製(zhì)就是(shì)供電(diàn)回(huí)路和信號回(huí)路各自獨(dú)立，采用隔離電(diàn)路(lù)分(fēn)開，兩(liǎng)根(gēn)綫(xiàn)負(fù)責電(diàn)源的供(gōng)應，另(lìng)外兩(liǎng)根綫(xiàn)負責(zé)輸(shū)出信號(如電(diàn)壓(yā)，電流(liú)等)。

  1.1信號隔(gé)離器(qì)在(zài)模擬(nǐ)量(liáng)傳感器接綫(xiàn)的應用

  傳感器工(gōng)作電源(yuán)和模(mó)擬(nǐ)量(liáng)信號輸入(rù)未采用合理(lǐ)的(dí)隔離(lí)措施，可能造成(chéng)的危害：電(diàn)纜或傳(chuán)感(gǎn)器現場接(jiē)頭發(fā)生(shēng)短(duǎn)路故(gù)障(zhàng)時(shí)，或戶(hù)外安(ān)裝(zhuāng)的傳感器受到(dào)雷(léi)擊(jī)過電壓時(shí)，將(jiāng)危及(jí)控(kòng)製，監(jiān)測係(xì)統(tǒng)屏上電源模塊和模(mó)擬量(liáng)采(cǎi)集模(mó)塊的運(yùn)行安全(quán)，可能會(huì)造成模板擊穿(chuān)或燒(shāo)毀，嚴(yán)重(zhòng)的會影(yǐng)響(xiǎng)到(dào)控製，監測(cè)係統運行。同(tóng)時，對於(yú)2綫製，3綫製(zhì)和4綫(xiàn)製(zhì)傳感(gǎn)器(qì)，電源(yuán)和信號(hào)無合(hé)理(lǐ)隔離，其測(cè)量精(jīng)度(dù)和抗工頻電(diàn)磁(cí)幹(gān)擾的能(néng)力大大(dà)降低(dī)，其測量精(jīng)度(dù)和(hé)抗(kàng)幹擾(rǎo)的(dí)能(néng)力也將(jiāng)受到影響。近幾(jī)年，國(guó)內多(duō)個大中型水處理(lǐ)係(xì)統(tǒng)已在非電量模擬量(liáng)傳感器(qì)電源和信號回路中，采用(yòng)信號隔離(lí)器的(dí)接(jiē)綫方式(shì)解決(jué)和(hé)避(bì)免出(chū)現上述問題。

  2：BM100信號(hào)隔離(lí)器

  2.1概(gài)述

  BM100係(xì)列(liè)信號(hào)隔離(lí)器在工業(yè)生(shēng)產中為增加(jiā)儀表(biǎo)負(fù)載(zǎi)能力(lì)並(bìng)保證連接(jiē)同一(yī)信(xìn)號的儀(yí)表(biǎo)之間互(hù)不幹擾，提高電氣(qì)安(ān)全(quán)性能(néng)。BM100信號(hào)隔離(lí)器(qì)輸入支持三(sān)種輸入模(mó)式，兼(jiān)容傳(chuán)感(gǎn)器(qì)的三種接(jiē)綫方(fāng)式，將(jiāng)輸(shū)入信(xìn)號(hào)進行(háng)隔(gé)離輸出，安全的輸(shū)送給二次(cì)儀(yí)表(biǎo)或PLC/DCS使用(yòng)。

BM100信(xìn)號隔(gé)離器(qì)接綫(xiàn)圖

BM100係列(liè)信號(hào)隔離器外(wài)觀(guān)圖

  2.2技(jì)術參(cān)數

  2.3應用(yòng)實例

  信(xìn)號隔(gé)離器(qì)在(zài)水(shuǐ)處(chǔ)理(lǐ)控製係統的應用

  由於某集團(tuán)水(shuǐ)處(chǔ)理現場非(fēi)電量傳(chuán)感(gǎn)器安(ān)裝(zhuāng)條(tiáo)件的限製，其(qí)模(mó)擬量輸(shū)出信號(hào)需擴(kuò)展才能(néng)解決1路4～2OmA模擬量(liáng)信(xìn)號同時(shí)傳(chuán)輸給2套(tào)不同控(kòng)製和監測(cè)係統的(dí)問題，現場(cháng)的互感器(qì)接(jiē)綫(xiàn)方(fāng)式屬於二綫製，需(xū)要給(gěi)現場的(dí)傳感器提供一(yī)路隔離的(dí)電(diàn)源。單(dān)路DC4～20mA模(mó)擬量擴展出(chū)雙路DC4～20mA的(dí)輸出(chū)信(xìn)號，實現(xiàn)了水(shuǐ)處(chǔ)理控(kòng)製，監測(cè)係(xì)統的(dí)相對獨立。該方式隔(gé)離(lí)強(qiáng)度(dù)高(gāo)，負(fù)載能力(lì)強，安(ān)裝(zhuāng)接(jiē)綫簡(jiǎn)單，運行穩定，安全(quán)可靠(kào)，同(tóng)時解(jiě)決(jué)了(liǎo)水處理現場傳(chuán)感(gǎn)器(qì)安裝帶(dài)來的(dí)問(wèn)題。

信(xìn)號(hào)隔離(lí)器應用(yòng)示意圖(tú)

  3：結(jié)束語(yǔ)

  以上非電量模擬(nǐ)量傳感器采用(yòng)信(xìn)號隔離(lí)器(qì)的接綫(xiàn)方式，在(zài)水處理自動化係統中(zhōng)應用，取得了良好的效果(guǒ)，目(mù)前已在某(mǒu)集團水(shuǐ)處(chǔ)理應(yīng)用，對(duì)提高水(shuǐ)處理(lǐ)自動(dòng)化控製和(hé)監測(cè)水平起到了良(liáng)好的(dí)示(shì)範(fàn)作(zuò)用(yòng)。

  參考(kǎo)文獻(xiàn)

  [1]企業微(wēi)電網(wǎng)設(shè)計(jì)與(yǔ)應用手冊.2020.6.

  [2]劉(liú)書(shū)勤[1],黨琦(qí)[2].水(shuǐ)電站自動化係統中(zhōng)監控係統的應用(yòng)[J].中國科技(jì)博(bó)覽(lǎn),2012(11):102-102.