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公司在無源隔離器和柵的設計中采用電流互感功率補償式磁隔離,設計的無源隔離器和柵在輸入、輸出線性指標上達到了有源隔離器和柵的水平。這樣的線性指標在國內、外都是領先的。
四、小型化、接線少。以適應高密度的安裝要求
隔離器和柵作為二次儀表,安裝在控制室內,控制室的環境要求產品盡可能的小以實現高密度的安裝,同時接線的數量應該盡可能的少,從而減少安裝和維護的難度。產品的小型化是隔離器和柵的發展趨勢。公司目前的MS系列產品的厚度只有6.2mm。低功耗的設計實現體現在產品的外觀上就是產品的小型化,只有低功耗產品才能實現密集安裝。伴隨著技術的進步,我們將設計出功耗更低、性能更好、體積更小的產品。
目前國內的主流產品厚度一般都在20mm~30mm之間,國外新產品的厚度為6.2mm。北京國電中自電氣有限公司的GD-CB系列達到了國外新產品的水平。
在整個自控領域,柵技術應用于隔離、傳輸、處理、轉換和調節號。為了適應多種多樣的現場需求,柵元器件須具有普遍適用的特質。同時,應盡可能的為客戶節約成本,簡化設計和維護,不斷推陳出新,為客戶提供更多種類的柵。
圖1 緊湊型設計的IM系列柵可節約機柜空間
柵是公司研發的新生代,如圖1所示。IM系列具有多功能一體化的特性,范圍從隔離開關放大器到繼電器耦合器。該系列產品采用統一的導軌安裝,深為110mm,寬為18mm或27mm,配有可插拔接線端子并可采用通用電源供電,大大方便了用戶。
采用圖爾克IM系列柵,過程控制安裝設計明顯簡化。此時,系統功能是項目設計者考慮的因素。IM系列柵的特性:
● 電源為通用供電單元
● 可插拔接線端子
● 三種不同變送形式
● 用于Namur輸入回路的ASIC電路
● 用于設定設備參數開放式的PACtware
● 在整篇文章中,我們將著重介紹供電電源和可插拔端子部分。
智能號配電器輸入單通道或雙通道二線制電流號,變送輸出隔離的單路或雙路電流 或電壓號,號輸入、號輸出、電源三者之間互相隔離,可有效解決現場存在的各類號干擾,并根據現場要求,進行號處理轉換和分配,在現場與各類顯示控制儀表及DCS、PLC等系統配套使用,在環保、電力、冶金、裝備制造、石化等行業的重大工程中有著廣泛應用。
中文名 智能號隔離器 1 配電器輸入單通道 2 變送輸出隔離的單路或雙路電流 3 環保、電力、冶金
隔離器是一種采用線性光耦隔離原理,將輸入號進行轉換輸出。輸入,輸出和工作電源三者相互隔離,特別適合與需要電隔離的設備儀表配用。隔離器又名號隔離器,是工業控制系統中重要組成部分。
號隔離器 安裝方式 導軌安裝 測量精度 0.2% 工作溫度 0~50攝氏度 原 理 線性光耦隔離
作用原理
系統產生干擾的原因
在工業生產過程中實現和控制需要用到各種自動化儀表、控制系統和執行機構,它們之間的號傳輸既有弱到毫伏級、安級的小號,又有幾十伏,甚至數千伏、數百安培的大號;既有低頻直流號,也有高頻脈沖號等等,構成系統后往往發現在儀表和設備之間號傳輸互相干擾,造成系統不穩定甚至誤操作。出現這種情況除了每個儀表、設備本身的性能原因如抗電磁干擾影響外,還有一個十分重要的因素就是由于儀表和設備之間的號參考點之間存在電勢差,因而形成“接地環路”造成號傳輸過程中失真。因此,要保證系統穩定和可靠的運行,“接地環路”問題是在系統號處理過程中必須解決的問題。
解決“接地環路”的方法
根據理論和實踐分析,有三種解決方案:
種方案:所有現場設備不接地,使所有過程環路只有一個接地點,不能形成回路,這種方法看似簡單,但在實際應用中往往很難實現,因為某些設備要求必須接地才能保證測量精度或確保人身,某些設備可能因為長期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點。
第二種方案:使兩接地點的電勢相同,但由于接地點的電阻受地質條件及氣候變化等眾多因素的影響,這種方案其實在實際中無法完全做到。
第三種方案:在各個過程環路中使用號隔離方法,斷開過程環路,同時又不影響過程號的正常傳輸,從而徹底解決接地環路問題。
抗干擾
1、供電系統的抗干擾設計 對傳感器、儀器儀表正常工作危害嚴重的是電網尖峰脈沖干擾,產生尖峰干擾的用電設備有:電焊機、大電機、可控機、繼電接觸器、帶鎮流器的充氣照明燈等。尖峰干擾可用硬件、軟件結合的辦法來抑制。
干擾控制器
(1)用硬件線路抑制尖峰干擾的影響。常用辦法主要有三種:
(2)①在儀器交流電源輸入端串入按頻譜均衡的原理設計的干擾控制器,將尖峰電壓集中的能量分配到不同的頻段上,從而減弱其破壞性;
(3)②在儀器交流電源輸入端加超級隔離變壓器,利用鐵磁共振原理抑制尖峰脈沖;
(4)③在儀器交流電源的輸入端并聯壓敏電阻,利用尖峰脈沖到來時電阻值減小以降低儀器從電源分得的電壓,從而削弱干擾的影響。
(2)利用軟件方法抑制尖峰干擾。對于周期性干擾,可以采用編程進行時間濾波,也就是用程序控制可控硅導通瞬間不采樣,從而有效地干擾。
(3)采用硬、軟件結合的看門狗(watchdog)技術抑制尖峰脈沖的影響。軟件:在定時器定時到之前,CPU訪問一次定時器,讓定時器重新開始計時,正常程序運行,該定時器不會產生溢出脈沖,watchdog也就不會起作用。一旦尖峰干擾出現了“飛程序”,則CPU就不會在定時到之前訪問定時器,因而定時號就會出現,從而引起系統復位中斷,保證智能儀器回到正常程序上來。
按3·1節要求,系統的工作波長越短,則測量的上限溫度就越高;而按3·2節要求,系統的工作波長越長,則測量較低的高溫時其溫度分辨率就越高,因此二者之間必然有一個折衷。一般情況下,進入光路中的粉塵、水蒸汽以及其它一些選擇性吸收氣體如二氧化碳等,都會成為外界干擾而影響到儀器的測溫精度。圖5給出了在0·6~3·0μm內海平面300 m長度的路徑上大氣的透射光譜曲線[11]。結合圖5,考慮到前面得出的結論和PIN硅光電二極管的小可探測光功率及后面關于測溫精度的分析與討論,本文取系統的工作波長λ1=0·8μm。
順便提及,λ1=0·8μm既符合本儀器的測溫下限T=600 K處的PIN硅光電二極管的小可探測光功率要求,又滿足采用16位A/D轉換器件時的二次儀表測溫靈敏度的要求。進一步的研究還表明,它還能使發射率的測量精度達到優。
3·4 基于系統抗反射輻射能力的考慮與波長帶寬的優化選擇
探測器接收到的來自待測目標方向的紅外輻射,由待測表面自身的輻射和待測表面對周圍環境輻射的反射這兩部分組成。為討論上的方便,將待測表面的溫度記為T0。其輻射出射度可寫成
使用前面給出的參數值,利用式(1)及式(21),在T0=900 K、Ts=800 K的情況下作出的測溫不確定度隨波長帶寬的變化曲線,如圖6所示。
由圖6顯見,當Δλ≤20 nm時,Ts=800 K的背景輻射對測溫精度幾乎不產生什么影響(由背景輻射帶來的測溫不確定度僅為0·01%)。但當Δλ>20nm時,影響漸增。研究還表明,在更高溫度的背景輻射下,產生可觀測影響的波長帶寬的起點值變小,且隨著波長帶寬的增加,這種影響變得更明顯。結合本節的分析結果和探測器件的小可探測光功率要求,本文選擇Δλ=20 nm作為系統的波長帶寬。
3·5 測量精度
ελ的標準差極大地影響系統的測溫標準差。由誤差傳遞公式[10],容易導出ελ的標準差
顯見,波長越短,系統的測溫標準差就越小,這是本儀器采用近紅外波長作為工作波長的重要原因之一。使用3·2節中給出的技術參數,以45#鋼作為測量對象,并取γ1=0·75、β=0·60。在測量距離約1 m的情況下,所得P1、P2的相對測量不確定度的典型值為|ΔP1/P1|≈|ΔP2/P2|≈0·5%。由式(19)、式(20)容易算出σελ≈1·7×10-2;對900 K的待測表面而言,計算可得σT≈1·19 K;σTT≈1·32%,這是比較的。
4 結 論
本文在研究探頭的溫度分辨率和儀器的相對溫度靈敏度的基礎上,結合光路中選擇性吸收氣體吸收影響的抑制以及考慮探測器的小可探測光功率,研究了儀器工作波長與波長帶寬的選取。得出實際測溫系統的波長及波長帶寬分別為λ1=0·8μm、Δλ=20 nm時,系統的測溫精度優于0·3%,其測溫靈敏度也滿足實際需要,實驗結果見表1。
直流號隔離器 [1] 首先將變送器或儀表的號,通過半導體器件調制變換,然后通過光感或磁感器件進行隔離轉換,然后再進行解調變換回隔離前原號,同時對隔離后號的供電電源進行隔離處理。保證變換后的號、電源、地之間獨立。
中文名 直流號隔離器 外文名 Dc signal isolator 類 別 隔離器 功 能 號、電源、地之間獨立 中介設備 光感或磁感器 領 域 工程技術 學 科 電力工程
受加工、裝配工藝的影響,電動閥門普遍存在手動關嚴后電動打不開的現象,如通過上下限位開關的動作位置把電動閥門的行程調整小一些,則出現電動閥門關不嚴或者閥門開不展的不理想狀態;把電動閥門的行程調整大一些,則引起過力矩開關保護動作;如果將過力矩開關的動作值調整的大一些,則出現撞壞減速傳動機構或者撞壞閥門,甚至將電機燒毀的事故。為了解決這一問題,通常,電動門調試時手動將電動閥門搖到底,再往開方向搖一圈,定電動門的下限位開關位置,然后將電動閥門開到全開位置定上限開關位置,這樣電動閥門就不會出現手動關嚴后電動打不開的現象,才能使電動門開、關操作自如,但無形中就引起了電動門內漏。即使電動閥門調整的比較理想,由于限位開關的動作位置是相對固定的,閥門控制的介質在運行中對閥門的不斷沖刷、磨損,也會造成閥門關閉不嚴而引起的內漏現象。
2.4選型錯誤造成閥門的空化腐蝕引起電動閥門的內漏
空化與壓差有關,當閥門的實際壓差△P大于產生空化的臨界壓差△Pc、并在出口壓力P2≥Pv時,就產生空化,空化過程中氣泡破裂時釋放出巨大的能量,對閥座、閥芯等節流元件產生巨大的破壞作用,一般的閥門在空化條件下多運行三個月甚至更短時間,即閥門遭受到嚴重的空化腐蝕,致使閥座泄漏量高可達額定流量的30%以上,這是無法彌補的,因此,不同用途的電動門都有不同的具體技術要求,要按照系統工藝流程來合理選擇電動閥門至關重要。
2.5介質的沖刷、電動閥門老化引起的內漏
電動閥門調整好后經過一定時間的運行,由于閥門的氣蝕和介質的沖刷、閥芯與閥座產生磨損、內部部件老化等原因,則會出現電動閥門行程偏大、電動閥門關不嚴的現象,造成電動閥門泄漏量變大,隨著時間的推移,電動閥門內漏現象會越來越嚴重。
3 應有高科技解決電動閥門關不嚴、內漏問題
目前,隨著電力工業的高速發展,200MW、300MW、600MW、100MW等大容量、高參數機組相繼投入運行,在電網中發揮了主力機組的作用。在廠網分開,獨立經營的情況下,減少非計劃停機次數,提高機組等效可用系數,節能降耗,減人增效,改善機組運行環境,提高經濟效益,確保主、輔設備在佳狀態下運行,是各個發電公司所追求的目標。
在火力發電廠中電動閥門設備隨小,但與機組的、穩定、經濟運行密切相關,電動閥門的長期內漏不僅造成大量能源的浪費,而且直接影響機組的經濟效益,如用于汽機本體電動閥門疏水時,由于電動閥門的內漏可能造成凝汽器真空降低,當凝汽器真空低于設計要求時,將直接影響機組的經濟性和性,據計算,300 MW機組真空每下降1kPa,煤耗率增大2g/kWh, 出力下降2.2MW以上,因此,研究更加行之有效的可靠方法,來、推遲、解決新建機組和改造以投產機組原有電動閥門的內漏問題,是發電廠用戶和電動閥門生產廠家都非常關注的課題。
針對電動閥門關不嚴、內漏的難題,我們與辛集市申科自動化儀表有限公司合作,共同開發電動閥門控制裝置,在構思和設計時充分體現了超前意識,充分考慮到安裝、改造、調試、維護等管理的實施,秉承裝置簡單實用,標準化程度高、模塊化、模擬力矩、互換性好,安裝、調試方便,免維護的設計思想,成功的研制了ZWD-05B智能定位器控制裝置,通過電廠試驗,徹底解決了電動閥門關不嚴、內漏的難題。該控制裝置具有如下特點:
齊齊哈爾建華溫州盾開電氣有限公司是一家集工藝研發、設備生產、設備銷售于一體的 電涌保護器,信號隔離器研發生產企業。擁有一批具有豐富經驗的研發銷售團隊和一支技術過硬的生產組裝團隊。主要生產 電涌保護器,信號隔離器。
我們經秉承不斷自我完善,以新科技、高標準、高質量來嚴格管理公司。打破原有 電涌保護器,信號隔離器的技術與功能,從外觀到內部配件及所有功能,以完美的設計、優惠的價格、優質的售后服務來實現于用戶合作共贏。
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