安(ān)科(kē)瑞 陳聰(cōng)

摘(zhāi)要(yào)：鍋(guō)爐是工(gōng)業中(zhōng)普遍(biàn)的動(dòng)力設(shè)備,其(qí)控製係統(tǒng)的可(kě)靠性直接影(yǐng)響(xiǎng)了鍋(guō)爐(lú)的安全和(hé)經濟運行(háng)。在實(shí)際(jì)工作(zuò)中，鍋(guō)爐的PLC控製係(xì)統(tǒng)有(yǒu)時會出(chū)現幹擾問(wèn)題，造(zào)成鍋爐無(wú)故(gù)熄(xī)火，顯示(shì)異常，數據(jù)波動(dòng)。接入信號(hào)隔離器可(kě)以(yǐ)合(hé)理(lǐ)的降低外(wài)界幹(gān)擾，提高(gāo)係(xì)統的可靠(kào)性。

關鍵詞(cí)：信號隔離(lí)器；鍋爐(lú)PLC控製(zhì)係(xì)統(tǒng)；抗(kàng)幹(gān)擾

0：概(gài)述

鍋爐是(shì)發(fā)電廠(chǎng)及其(qí)它工(gōng)業(yè)企業(yè)中普遍(biàn)的動力設(shè)備(bèi)，它的(dí)功能(néng)是(shì)把燃(rán)料(liào)中(zhōng)的(dí)貯(zhù)能，通(tōng)過(guò)燃燒轉化(huà)成(chéng)熱，以(yǐ)蒸汽或(huò)熱水的(dí)形(xíng)式輸(shū)向(xiàng)各種(zhǒng)設備。工業(yè)鍋爐係統(tǒng)復(fù)雜，為(wéi)了達到(dào)理想(xiǎng)的控(kòng)製效(xiào)果(guǒ)，鍋(guō)爐PLC控製係(xì)統(tǒng)逐漸(jiàn)應用廣泛。隨(suí)著(zhuó)科(kē)學技術飛速(sù)發展，鍋爐(lú)PLC控製係統的應(yīng)用(yòng)由(yóu)開始(shǐ)的鍋爐(lú)數據監視逐(zhú)漸發展(zhǎn)到水(shuǐ)位控(kòng)製，壓力(lì)控製(zhì)，燃(rán)燒(shāo)控(kòng)製以及流(liú)量計量(liáng)等(děng)，其可靠(kào)性直(zhí)接影響到鍋(guō)爐的(dí)安(ān)全和經濟運(yùn)行(háng)。目前(qián)，鍋(guō)爐的控製(zhì)係統大多處於(yú)強電電路和強電(diàn)設備(bèi)形成的惡(è)劣電磁環境(jìng)中，在兩個(gè)設備之間加裝信號隔離(lí)器(qì)是(shì)合理解(jiě)決幹擾的方法(fǎ)之(zhī)一。

1：鍋(guō)爐(lú)PLC控(kòng)製係統控製過程與原理(lǐ)

鍋爐PLC控(kòng)製係統的(dí)總結構圖(tú)如(rú)圖1所(suǒ)示。係統(tǒng)采用PLC做(zuò)控製(zhì)器，熱(rè)電(diàn)阻溫(wēn)度傳感器，差壓(yā)傳(chuán)感(gǎn)器(qì)采(cǎi)集數(shù)據信(xìn)息(xī)，經過溫度(dù)變(biàn)送(sòng)，壓力(lì)變(biàn)送器(qì)將(jiāng)信(xìn)號(hào)轉化為(wéi)標準(zhǔn)信號後經過(guò)信(xìn)號(hào)隔離器(qì)隔離(lí)轉(zhuǎn)換，再把(bǎ)隔離(lí)輸出信(xìn)號(hào)傳送(sòng)給PLC處(chǔ)理機(jī)，PLC給定輸出信號(hào)再(zài)通過(guò)信(xìn)號隔(gé)離(lí)器(qì)傳送(sòng)給執(zhí)行(háng)器件，通過(guò)控(kòng)製(zhì)電磁(cí)閥的開(kāi)度和電動機的轉速(sù)對整(zhěng)個(gè)燃燒(shāo)過程(chéng)進(jìn)行(háng)控(kòng)製(zhì)。

圖(tú)1 鍋爐PLC控製係統

2：信(xìn)號(hào)隔離器(qì)在鍋(guō)爐控(kòng)製係(xì)統(tǒng)中的(dí)應(yīng)用

2.1 鍋(guō)爐PLC控製(zhì)係(xì)統中的幹(gān)擾(rǎo)

鍋(guō)爐(lú)PLC控(kòng)製係(xì)統(tǒng)主(zhǔ)要幹(gān)擾源有空(kōng)間輻射幹擾(rǎo)，接(jiē)地幹擾(rǎo)以及(jí)包括(kuò)電源幹擾(rǎo)和信(xìn)號引綫(xiàn)幹擾在內(nèi)的(dí)傳導幹擾，其(qí)中(zhōng)傳導幹擾在工(gōng)業(yè)現場(cháng)較(jiào)常見也(yě)較嚴重(zhòng)。

空(kōng)間(jiān)輻(fú)射幹(gān)擾(rǎo)主要是(shì)指(zhǐ)電力(lì)網(wǎng)絡，電氣設備(bèi)的暫(zàn)態過程(chéng)，雷(léi)電，無綫電，高頻(pín)感應加(jiā)熱(rè)設備(bèi)等產(chǎn)生的幹擾，示(shì)意(yì)圖如下(xià)。其分布復(fù)雜(zá)，若PLC係統在射頻(pín)場(cháng)內就(jiù)會收(shōu)到幹擾影(yǐng)響。

圖(tú)2 空間(jiān)輻射幹擾

接(jiē)地幹擾(rǎo)主(zhǔ)要如圖(tú)3所(suǒ)示，是指不同(tóng)接地點電(diàn)位(wèi)分(fēn)布(bù)不均匀，不同接地點(diǎn)存(cún)在地電(diàn)位差，引起地(dì)環路(lù)電(diàn)流(liú)，影響(xiǎng)PLC內(nèi)邏輯電路和(hé)模(mó)擬電路的(dí)正(zhèng)常(cháng)工(gōng)作(zuò)。

圖3 接(jiē)地幹(gān)擾(rǎo)

信號綫引入(rù)的(dí)幹擾如(rú)圖(tú)4所(suǒ)示，主(zhǔ)要(yào)是變(biàn)送器供(gōng)電(diàn)電(diàn)源傳入的電網幹擾(rǎo)以(yǐ)及(jí)信號綫(xiàn)上(shàng)的外(wài)部幹擾。這是(shì)相對嚴(yán)重的問題，信(xìn)號綫引入的(dí)幹擾(rǎo)會(huì)引起信(xìn)號(hào)工作(zuò)異(yì)常(cháng)，降(jiàng)低測量精度，嚴(yán)重(zhòng)時引起(qǐ)元(yuán)器件(jiàn)損傷(shāng)。對(duì)於鍋爐(lú)PLC係(xì)統來說(shuō)這些幹擾(rǎo)會(huì)導致其(qí)輸送錯(cuò)誤的命令，可(kě)能會(huì)引(yǐn)起水流(liú)量(liáng)，溫度(dù)等參數異(yì)常，導致鍋爐(lú)故障停機，更甚者控製係統(tǒng)死機(jī)，降(jiàng)低(dī)工(gōng)作效率的同時還會(huì)帶來安全(quán)問題。

圖(tú)4 信號綫(xiàn)引(yǐn)入幹(gān)擾

2.2 信號隔離器在鍋爐PLC係(xì)統中的(dí)作用

在實(shí)際工作中，為了提高(gāo)其可靠性，在(zài)兩個設備信號連(lián)接(jiē)之間加裝適當(dāng)的信(xìn)號(hào)隔(gé)離器(qì)，是合(hé)理(lǐ)的解決(jué)鍋爐(lú)PLC控製係(xì)統幹擾(rǎo)的(dí)方法之一。

如下圖5所示，將(jiāng)閥門定(dìng)位(wèi)器中的(dí)反(fǎn)饋信號(hào)輸入給信號(hào)隔離器，再把(bǎ)隔離輸出信號(hào)輸送給DCS，PLC 控製(zhì)室。該(gāi)方式(shì)隔離(lí)強度高，負載能(néng)力強，安裝接綫簡(jiǎn)單(dān)，運行穩(wěn)定(dìng)，安(ān)全可(kě)靠，同時解決(jué)了(liǎo)電(diàn)磁幹擾及高頻信號(hào)滲入(rù)的問題(tí)。

圖5

如圖(tú)6所(suǒ)示(shì)，在過(guò)程環路中使用信(xìn)號隔離器(qì)，能(néng)夠(gòu)斷(duàn)開過(guò)程環(huán)路中的直接電路(lù)但(dàn)又(yòu)不影響過(guò)程信號的正(zhèng)常(cháng)傳輸(shū)，可(kě)以合(hé)理的(dí)解決(jué)接地幹擾。在擁(yōng)有高靈活(huó)度的同時(shí)還(huán)可解(jiě)決(jué)信號轉(zhuǎn)換及(jí)信號(hào)分配等(děng)問(wèn)題(tí)。

圖6 

信號綫(xiàn)引(yǐn)入的(dí)幹(gān)擾也(yě)可以(yǐ)通過(guò)加(jiā)裝信號隔(gé)離器得到(dào)合(hé)理(lǐ)的(dí)處理。在鍋(guō)爐控(kòng)製係(xì)統(tǒng)中傳感(gǎn)器(qì)數量(liáng)較多，信(xìn)號(hào)綫(xiàn)引(yǐn)入(rù)的(dí)幹擾嚴(yán)重時會造成(chéng)相互(hù)幹擾。信(xìn)號隔(gé)離(lí)器可以(yǐ)做到(dào)電源，輸入，輸(shū)出(chū)兩(liǎng)兩相互(hù)隔離。在傳(chuán)感器和PLC係(xì)統(tǒng)之間接(jiē)入(rù)信(xìn)號隔(gé)離器，如圖(tú)7所示，利(lì)用其特性能(néng)夠(gòu)做到電源之間的(dí)相(xiāng)對獨(dú)立(lì)並且提高(gāo)供電電源的安全(quán)性(xìng)。

圖(tú)7

3：BM100信(xìn)號(hào)隔(gé)離器

3.1概述(shù)

BM100係列信號(hào)隔離器在(zài)工業(yè)生產(chǎn)中(zhōng)為增加儀表負(fù)載能力並保證連接(jiē)同一信號的儀表之間(jiān)互(hù)不(bù)幹擾(rǎo)，提高(gāo)電(diàn)氣(qì)安(ān)全(quán)性能(néng)。BM100信號隔(gé)離器輸(shū)入(rù)支持三(sān)種輸入(rù)模式，兼容傳感器的(dí)三(sān)種接綫方式(shì)，將(jiāng)輸入信號進(jìn)行隔離輸(shū)出，安全(quán)的(dí)輸(shū)送(sòng)給(gěi)二次(cì)儀(yí)表(biǎo)或PLC/DCS使用(yòng)。

BM100信(xìn)號隔(gé)離(lí)器接綫(xiàn)圖

BM100係列(liè)信號隔離器外觀圖(tú)

3.2技(jì)術參(cān)數

4：結束語

在鍋爐(lú)PLC 控(kòng)製係統(tǒng)中加裝(zhuāng)信(xìn)號隔離(lí)器，合理解(jiě)決了控製(zhì)係(xì)統中(zhōng)的(dí)幹擾問題，對提(tí)高(gāo) PLC/DCS 控(kòng)製係統測(cè)量信號的精度(dù)和(hé)係統的安全(quán)穩定，可(kě)靠運行(háng)提供了保(bǎo)障(zhàng)。無論從(cóng)經濟還是(shì)實(shí)用性而言(yán)，信號(hào)隔離(lí)器都(dū)具有廣泛的(dí)推廣意義。

參考文(wén)獻(xiàn)

[1]企業(yè)微(wēi)電網(wǎng)設計(jì)與(yǔ)應用(yòng)手(shǒu)冊.2020.6.

[2]張(zhāng)騰(téng).變頻(pín)器對(duì)PLC幹擾常(cháng)見故障的分析(xī)與(yǔ)處理[J].電子測(cè)試,2019(13):120-121.