安科瑞 鮑靜君

摘(zhāi)要：鍋(guō)爐是工業(yè)中普遍的動(dòng)力(lì)設(shè)備(bèi),其控製係統(tǒng)的(dí)可靠性直接(jiē)影(yǐng)響了(liǎo)鍋爐(lú)的安(ān)全和(hé)經濟(jì)運(yùn)行(háng)。在實(shí)際工(gōng)作中(zhōng)，鍋爐(lú)的PLC控製係(xì)統有時(shí)會(huì)出現幹(gān)擾(rǎo)問題，造(zào)成(chéng)鍋(guō)爐無(wú)故熄火，顯示異(yì)常(cháng)，數據波(bō)動(dòng)。接入信(xìn)號隔離(lí)器(qì)可以合(hé)理的降(jiàng)低外(wài)界幹擾(rǎo)，提高係(xì)統(tǒng)的可(kě)靠性。

關鍵(jiàn)詞：信(xìn)號(hào)隔(gé)離器；鍋爐(lú)PLC控(kòng)製(zhì)係(xì)統；抗(kàng)幹擾(rǎo)

0：概述

鍋爐(lú)是發(fā)電廠(chǎng)及其它工業企業(yè)中普遍(biàn)的動力(lì)設備，它(tā)的功能是(shì)把(bǎ)燃料中的貯(zhù)能(néng)，通過燃(rán)燒(shāo)轉化(huà)成(chéng)熱，以蒸汽或熱水(shuǐ)的形式輸(shū)向各種(zhǒng)設備。工業(yè)鍋爐係(xì)統復雜(zá)，為(wéi)了(liǎo)達(dá)到理想的(dí)控製效果，鍋爐(lú)PLC控(kòng)製(zhì)係(xì)統逐(zhú)漸應用(yòng)廣泛。隨著科學技術飛(fēi)速(sù)發(fā)展(zhǎn)，鍋(guō)爐(lú)PLC控(kòng)製係(xì)統的應用由開始的鍋爐數據監視(shì)逐(zhú)漸發(fā)展(zhǎn)到(dào)水(shuǐ)位控製，壓力(lì)控(kòng)製(zhì)，燃燒(shāo)控(kòng)製以(yǐ)及(jí)流(liú)量(liáng)計量(liáng)等，其可(kě)靠性(xìng)直(zhí)接(jiē)影(yǐng)響到鍋(guō)爐的(dí)安(ān)全(quán)和(hé)經濟運行。目(mù)前，鍋(guō)爐(lú)的控製係(xì)統大多(duō)處於強電(diàn)電路(lù)和強(qiáng)電(diàn)設(shè)備形成(chéng)的(dí)惡劣電(diàn)磁(cí)環(huán)境(jìng)中，在(zài)兩(liǎng)個(gè)設備(bèi)之(zhī)間加裝(zhuāng)信(xìn)號隔離器(qì)是合理(lǐ)解決幹擾的方法之(zhī)一(yī)。

1：鍋(guō)爐PLC控製係統控製(zhì)過(guò)程與原(yuán)理(lǐ)

鍋爐PLC控(kòng)製(zhì)係(xì)統的(dí)總結構圖如(rú)圖(tú)1所示。係統采用PLC做控製器(qì)，熱電(diàn)阻(zǔ)溫度傳(chuán)感器，差壓傳(chuán)感(gǎn)器采集數據(jù)信息，經(jīng)過溫(wēn)度變(biàn)送，壓(yā)力(lì)變(biàn)送器將(jiāng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為標準(zhǔn)信號(hào)後(hòu)經(jīng)過信(xìn)號隔離器隔(gé)離轉換(huàn)，再把隔離輸(shū)出信(xìn)號傳(chuán)送(sòng)給PLC處理(lǐ)機(jī)，PLC給(gěi)定輸出(chū)信號(hào)再(zài)通過(guò)信(xìn)號隔離(lí)器傳送給(gěi)執行(háng)器件，通(tōng)過控製電(diàn)磁閥(fá)的(dí)開(kāi)度(dù)和(hé)電動機的(dí)轉速對整(zhěng)個(gè)燃(rán)燒過程(chéng)進(jìn)行(háng)控製。

圖(tú)1 鍋爐(lú)PLC控製(zhì)係(xì)統

2：信(xìn)號隔(gé)離器在鍋(guō)爐控(kòng)製(zhì)係(xì)統中的應用(yòng)

2.1 鍋(guō)爐(lú)PLC控製係(xì)統中的幹(gān)擾(rǎo)

鍋爐PLC控製係(xì)統主要幹(gān)擾源有空間(jiān)輻(fú)射(shè)幹(gān)擾，接(jiē)地幹(gān)擾(rǎo)以(yǐ)及(jí)包(bāo)括電源幹(gān)擾和信(xìn)號(hào)引綫幹擾在(zài)內(nèi)的傳(chuán)導幹擾，其中(zhōng)傳(chuán)導幹(gān)擾在工(gōng)業(yè)現(xiàn)場較(jiào)常(cháng)見(jiàn)也(yě)較嚴(yán)重(zhòng)。

空(kōng)間(jiān)輻(fú)射幹(gān)擾主要(yào)是(shì)指電(diàn)力網絡，電(diàn)氣(qì)設(shè)備的(dí)暫態(tài)過程(chéng)，雷電，無(wú)綫電，高頻(pín)感(gǎn)應加(jiā)熱設備等(děng)產(chǎn)生(shēng)的幹(gān)擾，示意(yì)圖如(rú)下。其分布復(fù)雜(zá)，若PLC係統在射(shè)頻場(cháng)內就(jiù)會收(shōu)到幹擾(rǎo)影響。

圖(tú)2 空間(jiān)輻射(shè)幹(gān)擾

接(jiē)地(dì)幹(gān)擾(rǎo)主要如圖3所示(shì)，是指不(bù)同(tóng)接地(dì)點(diǎn)電(diàn)位(wèi)分布(bù)不(bù)均匀，不(bù)同(tóng)接地(dì)點存在地(dì)電位差，引起地(dì)環路電流(liú)，影響PLC內邏輯電路和模擬(nǐ)電(diàn)路的(dí)正常工作。

圖3 接地幹擾(rǎo)

信(xìn)號綫引入(rù)的(dí)幹(gān)擾如(rú)圖4所示(shì)，主(zhǔ)要是(shì)變(biàn)送器(qì)供(gōng)電(diàn)電(diàn)源傳(chuán)入(rù)的電(diàn)網(wǎng)幹擾以(yǐ)及信(xìn)號綫上的外(wài)部幹擾(rǎo)。這(zhè)是(shì)相對(duì)嚴(yán)重(zhòng)的(dí)問(wèn)題(tí)，信號綫引入的幹擾會引起信(xìn)號(hào)工作異常，降低(dī)測(cè)量精(jīng)度，嚴重時(shí)引(yǐn)起元器(qì)件(jiàn)損(sǔn)傷。對於鍋爐PLC係(xì)統來說這(zhè)些幹擾(rǎo)會導致(zhì)其(qí)輸(shū)送(sòng)錯誤(wù)的命令(líng)，可(kě)能會(huì)引起(qǐ)水(shuǐ)流量(liáng)，溫(wēn)度等參(cān)數(shù)異常(cháng)，導(dǎo)致鍋(guō)爐(lú)故障停(tíng)機(jī)，更甚(shèn)者控製(zhì)係(xì)統死機(jī)，降低(dī)工作(zuò)效(xiào)率的同時還會帶來(lái)安全(quán)問題。

圖4 信號(hào)綫引入(rù)幹擾(rǎo)

2.2 信(xìn)號隔離器在鍋爐(lú)PLC係(xì)統(tǒng)中的作用

在實際工作中(zhōng)，為(wéi)了提高(gāo)其可(kě)靠性，在兩個設備信(xìn)號(hào)連接(jiē)之間加(jiā)裝適(shì)當的(dí)信號(hào)隔(gé)離器(qì)，是合(hé)理(lǐ)的解決(jué)鍋爐PLC控製係統(tǒng)幹擾(rǎo)的方法之一。

如(rú)下圖(tú)5所(suǒ)示，將(jiāng)閥(fá)門(mén)定(dìng)位器中的反饋信號輸(shū)入給(gěi)信(xìn)號(hào)隔(gé)離器，再把隔離(lí)輸出信號(hào)輸送給DCS，PLC 控製室。該方式隔離(lí)強(qiáng)度(dù)高，負(fù)載能力強，安裝接綫簡單，運行穩定，安全(quán)可(kě)靠，同(tóng)時解決(jué)了電磁(cí)幹擾及高頻(pín)信號(hào)滲入的問題(tí)。

圖5

如(rú)圖6所(suǒ)示，在(zài)過程環路(lù)中使(shǐ)用信(xìn)號隔離(lí)器，能夠(gòu)斷(duàn)開過程(chéng)環(huán)路(lù)中(zhōng)的直(zhí)接(jiē)電路但又(yòu)不影響(xiǎng)過(guò)程信號(hào)的(dí)正(zhèng)常傳輸(shū)，可以合理的解決(jué)接地幹(gān)擾(rǎo)。在擁(yōng)有高靈(líng)活(huó)度的(dí)同時還可(kě)解(jiě)決信(xìn)號(hào)轉換及(jí)信(xìn)號分配(pèi)等(děng)問題。

圖6 

信(xìn)號綫引(yǐn)入的幹擾也可(kě)以通過加(jiā)裝(zhuāng)信(xìn)號隔離器得(dé)到合理的(dí)處(chǔ)理(lǐ)。在(zài)鍋爐控(kòng)製(zhì)係統中傳(chuán)感(gǎn)器(qì)數(shù)量較(jiào)多(duō)，信號綫(xiàn)引入(rù)的幹(gān)擾嚴(yán)重(zhòng)時會(huì)造(zào)成相(xiāng)互幹(gān)擾。信(xìn)號隔離(lí)器可(kě)以做到電源(yuán)，輸入，輸出(chū)兩(liǎng)兩(liǎng)相互隔離。在傳(chuán)感器(qì)和PLC係統之間接(jiē)入(rù)信(xìn)號(hào)隔離器，如圖7所示，利用其特(tè)性能(néng)夠(gòu)做到電(diàn)源之間的相(xiāng)對獨(dú)立並(bìng)且(qiě)提高(gāo)供電電(diàn)源的(dí)安(ān)全(quán)性(xìng)。

圖7

3：BM100信號隔離(lí)器

3.1概述

BM100係(xì)列信號隔(gé)離(lí)器在工業生產中(zhōng)為增(zēng)加(jiā)儀(yí)表負(fù)載能力並(bìng)保證(zhèng)連接(jiē)同一信(xìn)號(hào)的儀(yí)表之(zhī)間互(hù)不(bù)幹擾，提(tí)高(gāo)電(diàn)氣(qì)安(ān)全性能。BM100信號(hào)隔離器輸(shū)入支持三(sān)種(zhǒng)輸入(rù)模式(shì)，兼(jiān)容傳感器(qì)的(dí)三種(zhǒng)接綫(xiàn)方式，將(jiāng)輸(shū)入信號進(jìn)行隔(gé)離(lí)輸(shū)出，安(ān)全的輸送給(gěi)二次儀表(biǎo)或(huò)PLC/DCS使(shǐ)用。

BM100信號(hào)隔離器接綫圖

BM100係列信(xìn)號隔離(lí)器外(wài)觀(guān)圖

3.2技術參數

4：結(jié)束(shù)語

在鍋爐PLC 控製(zhì)係(xì)統(tǒng)中加裝(zhuāng)信號隔(gé)離器，合理解決(jué)了(liǎo)控(kòng)製係(xì)統(tǒng)中的幹擾(rǎo)問題，對提(tí)高 PLC/DCS 控製係統測量信(xìn)號的精度(dù)和(hé)係統的安(ān)全(quán)穩定(dìng)，可靠運行(háng)提供(gōng)了保障。無(wú)論從經(jīng)濟還是實用(yòng)性(xìng)而(ér)言，信(xìn)號隔(gé)離器(qì)都具(jù)有(yǒu)廣(guǎng)泛(fàn)的(dí)推廣(guǎng)意義(yì)。

參考文(wén)獻

[1]企業(yè)微電網設計與(yǔ)應用(yòng)手冊.2020.6.

[2]張(zhāng)騰.變頻器(qì)對(duì)PLC幹(gān)擾常(cháng)見故(gù)障的分析與(yǔ)處(chǔ)理[J].電(diàn)子測試,2019(13):120-121.