信號隔離器在PLC/DCS控制系統(tǒng)的應用

時間：2025-01-10

摘要：PLC/DCS控制系統(tǒng)在實際運行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)干擾問題，造成現(xiàn)場儀器出現(xiàn)故障、模擬量顯示異常及數(shù)據(jù)不穩(wěn)定等現(xiàn)象。信號隔離器能抑制外界干擾，同時對下級設備具有限壓、限流的功能，從而實現(xiàn)對設備的防護。

關鍵詞：信號隔離器；PLC/DCS；變頻器；干擾

概述: 隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。作為電力電子器件，變頻器中要進行大功率二極管整流，大功率晶體管變壓，在輸入輸出回路產(chǎn)生電流高次諧波，干擾供電系統(tǒng)、負載以及附近其它電氣設備。在實際使用過程中，經(jīng)常遇到變頻器諧波干擾問題。

工業(yè)現(xiàn)場PLC/DCS控制系統(tǒng)中，常常會出現(xiàn)測量信號不穩(wěn)定現(xiàn)象，一種是由電磁干擾導致，另一種是高頻信號滲入，如電流信號輸出控制變頻器，變頻器高頻干擾滲入信號中，這樣的干擾信號使得變頻器和閥門工作不穩(wěn)定，在兩個設備信號連接之間加裝信號隔離器，是有效解決電磁干擾及高頻信號滲入影響的方法之一。

1：PLC/DCS控制系統(tǒng)中的干擾

PLC/DCS控制系統(tǒng)中主要干擾源有:空間的輻射干擾、信號線引入的干擾、接地系統(tǒng)混亂時的干擾、PLC/DCS系統(tǒng)內(nèi)部的干擾，其中電源的干擾和信號線引入的干擾，通常稱為傳導干擾，這種傳導干擾在工業(yè)現(xiàn)場較常見也較嚴重。

1.1 PLC/DCS控制系統(tǒng)干擾類型及現(xiàn)象

PLC/DCS控制系統(tǒng)中干擾的類型通常按干擾模式不同劃分，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態(tài)（同方向）電壓疊加所形成。差模干擾是指作用于信號兩較間的干擾電壓，主要是由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，這種電壓疊加在信號上，會直接影響測量和控制精度。

1.2 PLC/DCS控制系統(tǒng)干擾問題解決方向

1)切斷或衰減電磁干擾的傳播途徑

2)提高裝置和系統(tǒng)的抗干擾能力

2: 信號隔離器在PLC/DCS控制系統(tǒng)中的作用

實際應用中，控制系統(tǒng)中的信號干擾問題有時會非常嚴重，有些時候即使信號電纜采用屏蔽線也不能完全消除這些干擾，例如由于接地點不同引起的接地環(huán)流干擾。而采用信號隔離器的接線方式切斷了傳導干擾的傳播途徑，減小設備直接連接的接地環(huán)路帶來的信號失真，可以有效地提高在PLC/DCS控制系統(tǒng)中模擬量控制模塊每一路信號供電電源安全性、穩(wěn)定性和相對獨立性，這樣便可以降低因為雷擊過電壓等原因可能會造成的模板擊穿或燒毀概率，提高了控制模塊的測量精度和4-20MA 模擬量信號抗工頻電磁干擾的能力，保證了控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

3： BM100信號隔離器

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信號隔離器將輸入的電壓、電流、電阻或溫度等信號進行采集、放大、運算、并進行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號，安全的輸送給二次儀表或PLC/DCS使用。

BM100系列信號隔離器外觀圖

3.1 技術參數(shù)

3.2 應用實例

某銅鎳礦萬噸鎳冶煉技改擴建工程中，軟化循環(huán)水泵房，變頻器控制水泵用的是一臺變頻器控制兩臺水泵的控制原理，該變頻器控制設置為三地控制，分別為：就地現(xiàn)場控制箱控制、集中變頻器柜控制及遠程中控室DCS控制。三地都能實現(xiàn)兩臺水泵的啟?？刂?，但是變頻器的電流顯示及頻率顯示都無法工作正常，遠程中控室的水泵電流與頻率反饋也就無法工作。遠程中控DCS控制水泵的頻率給定與實際值也存在偏差，有時工作不能正常給定。起初懷疑電流表、頻率表、信號線及流體介質有問題，更換了所有這些儀表、信號電纜，并把動力線與信號控制電纜分開走電纜橋架，故障依然存在。原因是變頻器的高次諧波電流通過輸出電纜向外輻射，傳遞到信號電纜，引起干擾。如圖2所示。

圖2

解決辦法：將變頻器中電流反饋信號及頻率反饋信號分別輸入給信號隔離器，再把隔離輸出信號分別輸送給電流表、頻率表及遠程DCS控制室電流與頻率反饋。遠程中控室頻率，給定信號也進入信號隔離器然后接至變頻器。遠程中控DCS控制頻率輸入信號、電流反饋、頻率反饋、電流表及頻率表顯示正常，故障排除。如圖3所示

圖3 信號隔離器應用示意圖

4：結束語

在PLC/DCS控制系統(tǒng)中加入信號隔離器的連接方式，有效解決了控制系統(tǒng)中的干擾問題，目前在冶煉、水處理、化工、火電、工業(yè)自動化等多個行業(yè)已經(jīng)批量應用，對提高PLC/DCS控制系統(tǒng)測量信號的精度和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定、可靠運行提供了**。

參考文獻

[1] 企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.6.

[2] 張騰.變頻器對PLC干擾常見故障的分析與處理[J].電子測試,2019(13):120-121.

[3] 張夢.基于系統(tǒng)干擾談信號隔離器在工業(yè)現(xiàn)場的應用[J].世界儀表與自動化,2008,12(11):60-62.

18701709087

詞條
詞條說明
唐山文豐鋼鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計與應用
張巧玉安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定 201801；摘要：介紹唐山文豐鋼鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控和電能管理。關鍵詞：商業(yè)項目;唐山文豐鋼鐵;變電所;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng)?0
商業(yè)建筑中的能效管理
商業(yè)建筑管理痛點信息孤島：各業(yè)務信息系統(tǒng)并存，數(shù)據(jù)不能有效共享和互通，數(shù)據(jù)難以集中，不能有效利用。管理對象多：入駐商家、資產(chǎn)、設備等管理對象多，缺乏有效的管理手段，管理效率低。能源浪費現(xiàn)象嚴重：商業(yè)建筑的公共區(qū)域（如大堂、走廊、電梯廳等）照明、空調(diào)等設備的運行時間和強度可能不合理，導致能源浪費。智慧化服務不足：對能耗雙控及碳達峰管理缺乏數(shù)據(jù)支撐，安全環(huán)保缺乏有效管理手段，節(jié)能投資，回報率低。用戶需
消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)在地鐵中的應用
1、前言隨著國家設計標準GB51309-2018《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)技術標準》（以下簡稱《技術標準》）的發(fā)布實施，地鐵車站的應急照明系統(tǒng)設計與以往傳統(tǒng)的設計完全不一樣；主要變化如下：（1）應急照明燈的布置方式由以前傳統(tǒng)的分散設置的標志燈和照明燈進行了集中控制，所有設備的狀態(tài)全部納入系統(tǒng)統(tǒng)一監(jiān)控管理。（2）安裝高度在8m及以下消防應急燈具，應選用A型燈具，燈具的工作電壓從AC220V改為DC
醫(yī)療行業(yè)能效管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
【摘要】：介紹了我國醫(yī)院建筑能耗監(jiān)管平臺的建設情況。以國家衛(wèi)生健康**直44家醫(yī)院為研究對象，進行了深入調(diào)研?？偨Y了目前平臺的主要功能。指出了5個方面。一能耗監(jiān)管平臺建設背景及現(xiàn)狀? ? ? ? 隨著我國經(jīng)濟社會高速發(fā)展，我國公共建筑面積逐步增加，目前公共建筑面積已達全社會民用建筑總面積的15％，公共建筑能耗占總民用建筑能耗的21％。相對于居住建筑，公共