信號隔離器在水處理控製係統的應用

簡婷

韦德1946网址 上海嘉定  201801

摘要：水處理控製係統中，其控製、監測模塊的非電量模擬量傳(chuan) 感器采用信號隔離器的接線方式合理地解決(jue) 了相關(guan) 模擬量傳(chuan) 感器供電電源安全和相對獨立的問題，保證了監測模塊的電源、模擬量采集模塊和輸出模塊的相對隔離，降低了可能會(hui) 造成的模板燒毀損壞的概率，提高了模擬信號測量精度、抗電磁力，同時也解決(jue) 因某些現場非電量安裝條件的限製問題。

關(guan) 鍵詞：信號隔離器；水處理；模擬量傳(chuan) 感器；

0：概述

　　在水處理監控自動化係統中，需要監測一些模擬信號，包括電量模擬信號(如電流、電壓、功率等)和非電量模擬信號(如壓力、水位、流量等)。電量模擬信號由變送器提供，一般可以輸出隔離的4～20mA信號，不需要外加信號隔離器。非電量模擬信號傳(chuan) 感器工作電源一般取自自動化係統設備提供DC24V電源模塊，且多數不隔離。為(wei) 實現各控製、監測模塊相關(guan) 模擬量傳(chuan) 感器供電電源安全、穩定和相對獨立，降低因某個(ge) 模擬量傳(chuan) 感器工作電源回路外部短路，造成電源模板擊穿或燒毀的概率，危及相關(guan) 設備自動化係統運行安全，特別是對於(yu) 那些用於(yu) 過程控製中需實施越限報警、動作停機和重要設備退出運行操作的模擬量傳(chuan) 感器使用信號隔離器是有益的選擇，否則有引起誤動作的可能，不利於(yu) 整個(ge) 係統安全穩定運行，甚至造成不必要損失。

1：模擬量傳(chuan) 感器接線方式類型

　　在水處理自動化控製係統中，一般需要現場的壓力、水位、流量等非電量信號進行測量監測，常常用到壓力傳(chuan) 感器、水位傳(chuan) 感器、流量傳(chuan) 感器等，這些非電量傳(chuan) 感器分為(wei) 2線製、3線製、4線製，均需外部提供工作電源，為(wei) 保證電源的安全性一般采用DC24V，常用的方式是采用由相關(guan) 控製係統設備提供的DC24V電源。整個(ge) 水處理自動化控製係統中需監測的傳(chuan) 感器數量多，關(guan) 注其重要性以及確保現場控製單元運行安全，一般提供獨立的DC24V電源模塊。信號隔離器作為(wei) 傳(chuan) 感器和PLC連接的橋梁，不僅(jin) 提高了模擬信號測量精度、抗電磁、電氣隔離安全性能，而且能夠合理解決(jue) 傳(chuan) 感器供電電源安全和相對獨立的問題。

傳(chuan) 感器的接線方式類型

　　二線製是兩(liang) 根導線供電的同時傳(chuan) 輸DC4-20mA標準信號；三線製就是電源正端用一根線，信號輸出正端用一根線，電源負端和信號負端共用一根線，用於(yu) 電壓參考點和電流回路，其供電大多為(wei) DC24V，輸出信號有DC4-20mA標準信號；四線製就是供電回路和信號回路各自獨立，采用隔離電路分開，兩(liang) 根線負責電源的供應，另外兩(liang) 根線負責輸出信號(如電壓、電流等)。

1.1信號隔離器在模擬量傳(chuan) 感器接線的應用

　　傳(chuan) 感器工作電源和模擬量信號輸入未采用合理的隔離措施，可能造成的危害：電纜或傳(chuan) 感器現場接頭發生短路故障時，或戶外安裝的傳(chuan) 感器受到雷擊過電壓時，將危及控製、監測係統屏上電源模塊和模擬量采集模塊的運行安全，可能會(hui) 造成模板擊穿或燒毀，嚴(yan) 重的會(hui) 影響到控製、監測係統運行。同時，對於(yu) 2線製、3線製和4線製傳(chuan) 感器，電源和信號無合理隔離，其測量精度和抗工頻電磁力大大降低，其測量精度和抗力也將受到影響。近幾年，國內(nei) 多個(ge) 大中型水處理係統已在非電量模擬量傳(chuan) 感器電源和信號回路中，采用信號隔離器的接線方式解決(jue) 和避免出現上述問題。

2：BM100信號隔離器

　　BM100係列信號隔離器在工業(ye) 生產(chan) 中為(wei) 增加儀(yi) 表負載能力並保證連接同一信號的儀(yi) 表之間互不幹擾，提高電氣安全性能。BM100信號隔離器輸入支持三種輸入模式，兼容傳(chuan) 感器的三種接線方式，將輸入信號進行隔離輸出，安全的輸送給二次儀(yi) 表或PLC/DCS使用。　　

BM100信號隔離器接線圖

BM100係列信號隔離器外觀圖

2.1技術參數

2.1應用實例

　　由於(yu) 某集團水處理現場非電量傳(chuan) 感器安裝條件的限製，其模擬量輸出信號需擴展才能解決(jue) 1路4～2OmA模擬量信號同時傳(chuan) 輸給2套不同控製和監測係統的問題，現場的互感器接線方式屬於(yu) 二線製，需要給現場的傳(chuan) 感器提供一路隔離的電源。單路DC4～20mA模擬量擴展出雙路DC4～20mA的輸出信號，合理地實現了水處理控製、監測係統的相對獨立。該方式隔離強度高、負載能力強、安裝接線簡單、運行穩定、安全可靠，同時解決(jue) 了水處理現場傳(chuan) 感器安裝帶來的問題。

信號隔離器應用示意圖

3：結束語

　　以上非電量模擬量傳(chuan) 感器采用信號隔離器的接線方式，在水處理自動化係統中應用，取得了良好的效果，目前已在某集團水處理應用，對提高水處理自動化控製和監測水平起到了良好的示範作用。

參考文獻

[1]企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2020.6.

[2]劉書(shu) 勤[1],黨(dang) 琦[2].水電站自動化係統中監控係統的應用[J].中國科技博覽,2012(11):102-102. 

作者簡介：簡婷，女，本科，現就職於(yu) 韦德1946网址，主要研究方向為(wei) 建築能耗監測係統。