信號隔離器在鍋爐控制系統中的應用

摘要：鍋爐是工業(yè)中普遍的動(dòng)力設備,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合理的降低外界干擾，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，它的功能是把燃料中的貯能，通過(guò)燃燒轉化成熱，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控制系統的應用由開(kāi)始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合理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，是合理的解決鍋爐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，可以合理的解決接地干擾。在擁有高靈活度的同時(shí)還可解決信號轉換及信號分配等問(wèn)題。

圖6 

信號線(xiàn)引入的干擾也可以通過(guò)加裝信號隔離器得到合理的處理。在鍋爐控制系統中傳感器數量較多，信號線(xiàn)引入的干擾嚴重時(shí)會(huì )造成相互干擾。信號隔離器可以做到電源、輸入、輸出兩兩相互隔離。在傳感器和PLC系統之間接入信號隔離器，如圖7所示，利用其特性能夠做到電源之間的相對獨立并且提高供電電源的安全性。

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，合理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。

編輯：安科瑞 孫斌

公司：江蘇安科瑞電器制造有限公司