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陆鸣

江苏江阴

摘要：PLC/DCS控制系统在实际运行过程中经常出现干扰问题，导致现场仪表出现故障，模拟量显示不正常，数据不稳定。 信号隔离器可以抑制外界干扰，同时对下级设备具有限压限流功能，实现对设备的保护。

关键词：信号隔离器； PLC/DCS； 频率转换器; 干涉

0：概述

随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了广泛的应用。 变频器作为电力电子器件，需要大功率二极管整流和大功率三极管变换，在输入输出电路中会产生高次电流谐波，对供电系统、负载和设备产生干扰。附近的其他电气设备。 在实际使用过程中，我们经常会遇到变频器谐波干扰的问题。

在工业现场的PLC/DCS控制系统中，测量信号往往不稳定。 一是电磁干扰造成的，二是高频信号的渗入。 例如，电流信号输出控制逆变器，逆变器的高频干扰渗入信号。 在这种干扰信号的情况下，变频器和阀门工作不稳定。 在两台设备的信号连接处加装信号隔离器是解决电磁干扰和高频信号穿透影响的有效方法之一。

1：PLC/DCS控制系统的干扰

PLC/DCS控制系统中的主要干扰源有：空间辐射干扰、信号线引入的干扰、接地系统混乱时的干扰、PLC/DCS系统内部干扰等。 是传导干扰，在工业现场比较常见，也比较严重。

1.1 PLC/DCS控制系统干扰类型及现象

PLC/DCS控制系统中的干扰类型通常根据干扰方式的不同来划分，分为共模干扰和差模干扰。 共模干扰是信号与地之间的电位差，主要由电网在信号线上感应出的共态（同向）电压、地电位差和空间电磁辐射叠加而成。 差模干扰是指作用在信号两极之间的干扰电压。 主要是空间电磁场信号之间的耦合感应和不平衡电路转换的共模干扰形成的电压。 该电压叠加在信号上，将直接影响测量。 和控制精度。

1.2 PLC/DCS控制系统干扰问题的解决方向

1）切断或衰减电磁干扰的传播路径

2）改进装置和系统

2：信号隔离器在PLC/DCS控制系统中的作用

在实际应用中，控制系统中的信号干扰问题有时非常严重。 有时即使信号线采用屏蔽线，也不能完全消除这些干扰，如不同接地点引起的地环路电流干扰。 信号隔离器的接线方式切断了传导干扰的传播路径，减少了接地环路直接连接设备造成的信号失真，可以有效提高PLC/中模拟量控制模块各路信号的供电。 DCS控制系统。 电源的安全性、稳定性和相对独立性，可以降低因雷击过电压等原因导致模板击穿或烧毁的概率，提高控制模块的测量精度和4-抗工频电磁电阻20MA模拟信号的抗干扰能力保证了控制系统的安全稳定运行。

3：BM100信号隔离器

3.1 概述

BM100系列信号隔离器用于工业生产中，增加仪表的负载能力，保证连接同一信号的仪表互不干扰，提高电气安全性能。 BM100信号隔离器对输入的电压、电流、电阻或温度信号进行采集、放大、计算、抗干扰处理，输出隔离的电流、电压信号，安全送往二次仪表或PLC/DCS使用。

BM100系列信号隔离器外观

3.2 技术参数

技术参数指标

输入信号直流电流：DC0～20mA、DC4～20mA

直流电压：DC0~5V、DC1~5V、DC0~10V

电位器：0~10K

热电阻：Pt100输出信号DC0～20mA、DC4～20mA； DC0～5V、DC1～5V、DC0～10V工作电源DC20V～35V；

AC/DC85V～265V 精度等级 0.2%FS 温漂 ≤50ppm/°C 响应时间 ≤5ms（电位器和热电阻为1s） 输入输出间耐压强度，AC2.5kV 1min，

漏电流不大于1mA 工作温度-20℃～60℃ 相对湿度≤95%，无凝露安装方式Din导轨安装

3.3 应用实例

BM100信号隔离器在变频器谐波干扰中的应用

某铜镍矿10000吨镍冶炼技改扩建项目软化循环水泵房，变频器控制水泵采用一台变频器控制两台水泵的控制原理。 ：现场控制箱控制、集中逆变柜控制和远程中央控制室DCS控制。 三地可实现两台水泵的启停控制，但变频器的电流显示和频率显示不能正常工作，远程中控室水泵电流和频率的反馈不能工作. 也存在远程中央控制DCS控制的水泵频率设定与实际值有偏差，有时不能正常给定工作。 起初怀疑是电流表、频率表、信号线和流体介质有问题。 这些仪表和信号线全部更换，动力线和信号控制线分开成电缆桥架，故障依旧。 原因是变频器的高次谐波电流通过输出电缆向外辐射，传输到信号电缆信号隔离器排名，造成干扰。 如图2所示。

图 2

解决方法：将逆变器中的电流反馈信号和频率反馈信号分别输入信号隔离器，隔离后的输出信号分别送到电流表、频率表和远程DCS控制室进行电流和频率反馈。 远程中央控制室的频率，给定信号也进入信号隔离器再接入变频器。 远程中控DCS控制频率输入信号、电流反馈、频率反馈、电流表、频率表显示正常信号隔离器排名，故障排除。如图3所示

图 3 信号隔离器应用示意图

4。结论

PLC/DCS控制系统增加了信号隔离器的连接方式，有效解决了控制系统中的干扰问题。 目前已在冶炼、水处理、化工、火电、工业自动化等多个行业实现批量应用。 DCS控制系统测量信号的精确性，为系统的安全、稳定、可靠运行提供了保障。

参考

[1] 企业微电网设计与应用手册。 2020.6.

[2] 张腾． PLC受变频器干扰常见故障分析与处理[J]． 电子测试, 2019(13): 120-121.

[3]张猛． 基于系统干扰的信号隔离器在工业领域的应用[J]. 世界仪器仪表与自动化,2008,12(11):60-62.