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(1)地環流干擾
在工業生產過程中實現監視和控制需要用到各種 自動化 儀表、控制系統和執行機構,他們之間的號傳輸既有弱到毫伏級、毫安級的小號;又有幾十伏,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傳輸相互干擾,造成系統不穩定甚至誤操作,出現這種情況除了每個儀器、設備本身的性能原因如抗電磁干擾影響,還有一個十分重要的原因就是各種儀器設備根據要求和目的都需要接地,例如為了,機殼需要接大地;為了使電路正常工作,系統需要有公共參考點;為了抑制干擾加屏蔽罩,屏蔽罩也需要接地,但是由于儀表和設備之間的參考點之間存在電勢差(也就是各設備的共地點不同)因而形成“地環流”、“接地環流”問題是在系統處理號過程中必須解決的問題。
(2)自然干擾
雷電是一種主要的自然干擾源,雷電產生的干擾可以傳輸到數千公里以外的地方。雷電干擾的時域波形是疊加在一串隨機脈沖背景上的一個大尖峰脈沖。宇宙噪音是電離輻射產生的,在一天中不斷變化。太陽噪音則隨著太陽活動情況的劇烈變化。自然界噪聲主要會對通訊產生干擾,而雷電能量尖蜂脈沖可以對很多設備造成損壞,應該加以避免或降低損壞程度,減少損失。
(3)人為干擾
電磁干擾產生的根本原因是導體中有電壓或電流的變化,即較大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能夠使導體產生電磁波輻射。一方面,人們可以利用這一特點實現特定功能,例如,無限通、雷達或其他功能;另一方面,電子設備在工作時,由于導體中的dv/dt或di/dt會產生伴隨電磁輻射,無論主觀上出于什么目的,客觀上對電磁環境造成了污染。還有工廠企業在生產過程中會經常有一些大型的設備(電機、 變頻器 )頻繁開關,他們也會造成一些容性、感性的干擾,也將影響儀器儀表正常顯示或采集。凡是有電壓電流突變的場合,肯定會有電磁干擾存在。數字脈沖電路就是一種典型的干擾源,隨著電子技術的廣泛應用,電磁污染情況會越來越嚴重 首先干擾的三要素是干擾源、敏感源和耦合路徑,這三要素缺少一個,電磁兼容問題都不會存在。因此要從這三要素入手。找出方便的解決辦法,一般干擾源和敏感源是沒辦法解決的,通常是從耦合路徑想辦法,也是常用的辦法。如加屏蔽、加濾波等手段。而處理地環流為常見也為麻煩,下面以此為探討話題。
(1)種方法: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。
(2)第二種方法:使兩接地點的電勢相同(如圖1所示,使V1=V2),但由于接地的電阻受地質條件及氣候變化等眾多因素的影響,這種方法其實在實際中也無法完全能做到。
(3)第三種方法:在各個過程環節中使用號隔離器,斷開過程環路,同時 又不影 響過程號的正常傳輸,從而徹底解決地環路的問題 在各個過程環路中使用號隔離辦法可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現場帶隔離的變送器(部分設備可以做到),也可以用號隔離器來實現。比較起來,用號隔離器有以下優點:
·絕大部分情況,采用號隔離器+非隔離卡件比采用隔離卡件便宜
·號隔離器比隔離卡件在隔離能力、抗電磁干擾等方面性能更加優越
·號隔離器應用靈活,而且它還有號轉換和號分配及接口轉換等功能,使用起來更加方便
·號隔離器通常有單通道、雙通道、通道間相互完全獨立,構成系統的配置、日常維護更加方便 隔離器價格參差不齊,該怎么選擇呢?
隔離器位于二個系統通道之間,所以選擇隔離器首先要確定輸入輸出功能,同時要使隔離器輸入輸出模式(電壓型、電流型、環路供電型等)適應前后端通道接口模式,此外尚有精度、功耗、噪音、絕緣強度、總線通訊等許多重要參數涉及產品性能,例如:噪音與精度有關、功耗能量與可靠性有關,這些需要使用者慎選。總之,適用、可靠、產品性價比是選擇隔離器的主要原則。
標準系列導軌結構,易于安裝,可有效的隔離;輸入、輸出和電磁閥及大地之間的電位,能克服變頻器噪聲級各種高低頻脈動干擾。
1 概述
我們大家都知道在火力發電廠中自動化基礎的終執行單元—電動閥門,在機組的自動控制系統中,不論是數量上還是重要性上都占據舉足輕重的地位,具不完全統計一臺300MW機組中有幾百臺電動閥門,這些電動閥門工作特性的好壞,對系統的控制質量和經濟運行影響甚大,據調查,約有相當數量現場運行的電動閥門存在著不同程度的卡澀和內漏(即漏汽、漏水、漏油、漏風、漏灰、漏粉、)現象。這不僅直接影響機組自動化的提高,而且還造成了大量被控介質不必要的流失,增加了單位能耗,直接影響機組的經濟效益,嚴重時甚至影響到機組的出力。選擇高質量的電動閥門和改造現有的電動閥門是至關重要的,否則,再完美的控制思路、控制策略也難以達到預想的控制效果。
2 電動閥門內漏現象產生的原因
在火力發電機組中從發電的工藝流程來看電動閥門應用多是水、汽系統,而選擇這些電動閥門看似即簡單又復雜,簡單的是過程介質非常簡單,只有水和蒸汽兩種,而水、汽又受燃料煤質和機組負荷的影響,復雜的是水和蒸汽的溫度和壓力波動范圍大,這就給電動閥門的工作環境帶來了如蒸汽的閃蒸、氣蝕、沖刷、噪音、腐蝕等一系列問題,造成電動閥門的泄漏(內漏、外漏),內漏、外漏的原因很多,但產生電動閥門內漏的主要原因有以下幾個方面:
2.1電動門制造質量引起的內漏
閥門制造廠家在生產過程中對閥門材質、加工工藝、裝配工藝等控制不嚴,致使密封面研磨不合格、對麻點、沙眼等缺陷的產品沒有徹底剔除,造成了電動閥門內漏。
2.2電動閥門控制部分影響閥門的內漏
電動閥門的傳統控制方式是通過閥門限位開關、過力矩開關等機械的控制方式,由于這些控制元件受環境溫度、壓力、濕度的影響,造成閥門定位失準,彈簧疲勞、熱膨脹系數不均勻等客觀因素,造成電動閥門的內漏。
2.3電動閥門調試問題引起的內漏
柵: 一些特殊的工業現場(如燃氣公司和化工廠)不但需要兩線制傳輸,既提供配電電源又有號隔離功能,同時還需要具有火花防爆的性能,可靠地遏制電源功率、防止電源、號及地之間的點火,限流、降壓雙重限制號及電源回路,把進入危險場所的能量限制在定額范圍內。
號隔離器安裝維護應注意哪些事項?
由于生產廠家不同,對隔離器的生產工藝、接線定義也不都相同,但使用場合基本相同,所以對產品的防護要求及維護基本相同。
1. 使用前應詳細閱讀說明書。
2. 作為號隔離使用時,應將輸入端串入環路電路中,輸出端接取樣回路。
3. 作為隔離配電使用時,應將輸入端串入電源電路中,輸出端接變送器。
4. 若不正常工作應先檢查接線是否正確,注意電源有無及極性反正。
為什么有時PLC接收到的現場號誤差大且穩定性差?
造成這種現象的原因很多,不同儀表號參考點之間的電位差是重要因素。由于這個"電位差"造成儀表號之間產生干擾電流,致使PLC誤差大且穩定性差。所以不同設備、儀表的號有一個共同的參考點是佳狀況。隔離器使輸入/輸出電氣上完全隔離,在PLC模擬接口板形成共同的參考點,達到理想狀況問題就解決了。
設計隔離端子的原則是什么?
需要為每臺隔離器都配電源嗎?設計要遵循兩個原則。:外部設備與中央處理系統(例如PLC、DCS)之間要進行電氣隔離。第二:外部設備號(無論是向中央處理系統發送號的外部設備到還是接收號的外部設備)之間要實現相互電氣隔離。例如要把PLC輸出的一路號傳給兩個外部設備就要求輸入/輸出保證隔離的同時二個輸出之間也是隔離的。 如果隔離端子的外加工作電源與輸入/輸出兩個部分都隔離,那么不管隔離器數量的多少,都可只用一臺電源供電。
對4-20mA通道進行隔離,而機柜里沒有放置電源的空間了,怎么辦?
介紹一種無源號隔離器,它能實現4-20mA號隔離且無需外接電源。MHM-05A、MHM-05C就是此類產品。
現在市場有那么多品牌的隔離器,價格參差不齊,該怎么選擇呢?
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。
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