簡婷

安(an)科瑞(rui)電氣股份有限公(gong)司 上海(hai)嘉定  201801

摘(zhai)要：水處理(li)(li)控制系統(tong)中，其控制、監(jian)測模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)的(de)非電(dian)量(liang)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)量(liang)傳(chuan)感器(qi)采用信號隔離(li)器(qi)的(de)接線(xian)方式合(he)理(li)(li)地解決了(le)相(xiang)關模(mo)(mo)(mo)擬(ni)量(liang)傳(chuan)感器(qi)供(gong)電(dian)電(dian)源安全和(he)相(xiang)對獨立的(de)問題，保證了(le)監(jian)測模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)的(de)電(dian)源、模(mo)(mo)(mo)擬(ni)量(liang)采集模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)和(he)輸出模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)的(de)相(xiang)對隔離(li)，降低(di)了(le)可能會造成的(de)模(mo)(mo)(mo)板燒毀損壞的(de)概率(lv)，提(ti)高了(le)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)信號測量(liang)精度、抗電(dian)磁力，同時也解決因某(mou)些(xie)現場非電量安裝條(tiao)件的(de)限制問題(ti)。

關鍵詞：信(xin)號隔(ge)離器；水處理；模擬量傳(chuan)感器；

0：概述

　　在水(shui)處理監控自動(dong)(dong)化(hua)系統(tong)中(zhong)，需要(yao)(yao)監測一些(xie)模(mo)擬信(xin)號(hao)，包括電(dian)量模(mo)擬信(xin)號(hao)(如(ru)電(dian)流、電(dian)壓、功率等)和(he)非電(dian)量模(mo)擬信(xin)號(hao)(如(ru)壓力、水(shui)位、流量等)。電(dian)量模(mo)擬信(xin)號(hao)由變送器(qi)提供(gong)，一般(ban)可(ke)以輸(shu)出隔離(li)(li)的(de)(de)4～20mA信(xin)號(hao)，不(bu)需要(yao)(yao)外(wai)加信(xin)號(hao)隔離(li)(li)器(qi)。非電(dian)量模(mo)擬信(xin)號(hao)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)工作(zuo)(zuo)電(dian)源(yuan)(yuan)一般(ban)取自自動(dong)(dong)化(hua)系統(tong)設(she)備提供(gong)DC24V電(dian)源(yuan)(yuan)模(mo)塊(kuai)，且(qie)多(duo)數不(bu)隔離(li)(li)。為實現(xian)各控制(zhi)、監測模(mo)塊(kuai)相(xiang)關(guan)模(mo)擬量傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)(yuan)安(an)全(quan)、穩定(ding)和(he)相(xiang)對獨立，降(jiang)低因某個模(mo)擬量傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)工作(zuo)(zuo)電(dian)源(yuan)(yuan)回路(lu)外(wai)部短路(lu)，造成電(dian)源(yuan)(yuan)模(mo)板擊穿或燒毀的(de)(de)概率，危(wei)及相(xiang)關(guan)設(she)備自動(dong)(dong)化(hua)系統(tong)運行(xing)(xing)安(an)全(quan)，特(te)別(bie)是對于那些(xie)用(yong)于過程控制(zhi)中(zhong)需實施越限報警(jing)、動(dong)(dong)作(zuo)(zuo)停機和(he)重要(yao)(yao)設(she)備退(tui)出運行(xing)(xing)操作(zuo)(zuo)的(de)(de)模(mo)擬量傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)使用(yong)信(xin)號(hao)隔離(li)(li)器(qi)是有益的(de)(de)選(xuan)擇(ze)，否則有引起誤動(dong)(dong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)可(ke)能，不(bu)利(li)于整個系統(tong)安(an)全(quan)穩定(ding)運行(xing)(xing)，甚至造成不(bu)必要(yao)(yao)損失。

1：模(mo)擬量傳感器接線方式類型

　　在水處理自動(dong)化控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系統(tong)中，一(yi)般需(xu)要(yao)現場的(de)(de)壓(ya)力、水位(wei)、流量(liang)(liang)等非電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)信(xin)號進(jin)行(xing)(xing)測量(liang)(liang)監測，常常用到壓(ya)力傳(chuan)感(gan)(gan)器、水位(wei)傳(chuan)感(gan)(gan)器、流量(liang)(liang)傳(chuan)感(gan)(gan)器等，這(zhe)些非電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)傳(chuan)感(gan)(gan)器分為2線制(zhi)(zhi)、3線制(zhi)(zhi)、4線制(zhi)(zhi)，均需(xu)外部提供(gong)工作電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)，為保證電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)的(de)(de)安全(quan)性(xing)一(yi)般采(cai)用DC24V，常用的(de)(de)方式是采(cai)用由相關控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系統(tong)設備提供(gong)的(de)(de)DC24V電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)。整(zheng)個水處理自動(dong)化控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系統(tong)中需(xu)監測的(de)(de)傳(chuan)感(gan)(gan)器數量(liang)(liang)多(duo)，關注其重要(yao)性(xing)以及(ji)確保現場控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)單元運行(xing)(xing)安全(quan)，一(yi)般提供(gong)獨立(li)的(de)(de)DC24V電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)模塊。信(xin)號隔離器作為傳(chuan)感(gan)(gan)器和PLC連接的(de)(de)橋(qiao)梁(liang)，不僅提高(gao)了模擬信(xin)號測量(liang)(liang)精度、抗(kang)電(dian)(dian)(dian)(dian)磁、電氣隔離安全性能，而且能夠(gou)合理解決傳感器(qi)供電電源安全和(he)相(xiang)對獨(du)立的問(wen)題。

傳感器的接線方式(shi)類型

　　二(er)線(xian)制是(shi)兩根導線(xian)供(gong)(gong)電(dian)的同時傳(chuan)輸DC4-20mA標準信(xin)(xin)號(hao)(hao)；三(san)線(xian)制就是(shi)電(dian)源(yuan)正端(duan)用(yong)一(yi)根線(xian)，信(xin)(xin)號(hao)(hao)輸出正端(duan)用(yong)一(yi)根線(xian)，電(dian)源(yuan)負(fu)端(duan)和信(xin)(xin)號(hao)(hao)負(fu)端(duan)共(gong)用(yong)一(yi)根線(xian)，用(yong)于電(dian)壓(ya)參考點和電(dian)流(liu)回(hui)路，其(qi)供(gong)(gong)電(dian)大多為DC24V，輸出信(xin)(xin)號(hao)(hao)有DC4-20mA標準信(xin)(xin)號(hao)(hao)；四線(xian)制就是(shi)供(gong)(gong)電(dian)回(hui)路和信(xin)(xin)號(hao)(hao)回(hui)路各自獨立，采用(yong)隔(ge)離電(dian)路分開(kai)，兩根線(xian)負(fu)責電(dian)源(yuan)的供(gong)(gong)應，另外兩根線(xian)負(fu)責輸出信(xin)(xin)號(hao)(hao)(如電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)等)。

1.1信號(hao)隔(ge)離器在模擬量傳感(gan)器接線的應用

　　傳感器工作電(dian)(dian)源(yuan)和(he)(he)模(mo)(mo)擬(ni)量(liang)(liang)信號(hao)(hao)輸入未采用合理的隔離措施，可能造(zao)成的危(wei)害：電(dian)(dian)纜(lan)或傳感器現場接頭發生(sheng)短(duan)路故障時(shi)，或戶外(wai)安裝的傳感器受到(dao)(dao)雷擊過(guo)電(dian)(dian)壓(ya)時(shi)，將(jiang)危(wei)及控制(zhi)、監測(ce)系統屏(ping)上電(dian)(dian)源(yuan)模(mo)(mo)塊和(he)(he)模(mo)(mo)擬(ni)量(liang)(liang)采集模(mo)(mo)塊的運(yun)行安全，可能會造(zao)成模(mo)(mo)板擊穿或燒毀，嚴重的會影響到(dao)(dao)控制(zhi)、監測(ce)系統運(yun)行。同時(shi)，對于2線制(zhi)、3線制(zhi)和(he)(he)4線制(zhi)傳感器，電(dian)(dian)源(yuan)和(he)(he)信號(hao)(hao)無合理隔離，其(qi)測(ce)量(liang)(liang)精(jing)度(du)和(he)(he)抗(kang)工頻電(dian)(dian)磁力大大降低，其(qi)測(ce)量(liang)(liang)精(jing)度(du)和(he)(he)抗(kang)力也(ye)將受到影響。近幾年，國內多個大(da)中(zhong)型水(shui)處理系統已在非電量模擬量傳感器電源和信(xin)號回(hui)路中(zhong)，采用信(xin)號隔離器的接線方式解決和避免出現上述問(wen)題。

2：BM100信(xin)號隔離器

　　BM100系列信號(hao)隔離(li)器(qi)在(zai)工業生產中為增加儀表(biao)(biao)(biao)負載能力并保(bao)證連接(jie)同一信號(hao)的儀表(biao)(biao)(biao)之(zhi)間互不干擾，提(ti)高電氣安全性(xing)能。BM100信號(hao)隔離(li)器(qi)輸(shu)入(ru)支持(chi)三(san)種輸(shu)入(ru)模式，兼容傳感器(qi)的三(san)種接(jie)線方式，將輸(shu)入(ru)信號(hao)進行隔離(li)輸(shu)出，安全的輸(shu)送(song)給(gei)二次儀表(biao)(biao)(biao)或PLC/DCS使用。　　

BM100信號隔(ge)離(li)器接線圖

BM100系列信號隔離器外觀圖

2.1技(ji)術參數

2.1應用實例

　　由于某集團水處理現(xian)(xian)場非電(dian)量(liang)傳(chuan)(chuan)感器(qi)安(an)裝(zhuang)條件的限制(zhi)(zhi)(zhi)，其模擬(ni)量(liang)輸出信號需擴展(zhan)才(cai)能解決1路(lu)4～2OmA模擬(ni)量(liang)信號同時(shi)傳(chuan)(chuan)輸給2套不(bu)同控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)和監測(ce)系統的問題，現(xian)(xian)場的互感器(qi)接(jie)線(xian)方式屬(shu)于二線(xian)制(zhi)(zhi)(zhi)，需要給現(xian)(xian)場的傳(chuan)(chuan)感器(qi)提供一路(lu)隔離的電(dian)源。單路(lu)DC4～20mA模擬(ni)量(liang)擴展(zhan)出雙路(lu)DC4～20mA的輸出信號，合理地實現(xian)(xian)了(le)水處理控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、監測(ce)系統的相對獨(du)立。該(gai)方式隔離強度高、負(fu)載能力強、安(an)裝(zhuang)接(jie)線(xian)簡單、運(yun)行穩定、安(an)全可靠，同時(shi)解決了(le)水處理現(xian)(xian)場傳(chuan)(chuan)感器(qi)安(an)裝(zhuang)帶來的問題。

信號(hao)隔離(li)器應用示意圖

3：結束語(yu)

　　以上(shang)非(fei)電量模擬量傳感器(qi)采用(yong)信號隔離器(qi)的接線方式，在水(shui)處理自動(dong)(dong)化系統中應用(yong)，取(qu)得了良好的效果，目前已在某集團水(shui)處理應用(yong)，對提(ti)高(gao)水(shui)處理自動(dong)(dong)化控(kong)制和監測水(shui)平起(qi)到了良好的示范作(zuo)用(yong)。

參考文獻

[1]企業微電網設計與應用(yong)手冊.2020.6.

[2]劉書勤[1],黨琦(qi)[2].水電站(zhan)自動化系統中監控(kong)系統的(de)應用[J].中國科技博(bo)覽,2012(11):102-102. 

作者簡(jian)介：簡(jian)婷，女，本科，現(xian)就職于安(an)科瑞電氣股份有(you)限公司(si)，主要研究方向(xiang)為建筑能耗(hao)監測(ce)系統。