魏佳亭 汪红芍
DCS系统应用中的信号传输干扰问题十分突出,有时采用屏蔽电缆也不能完全排除干扰,如,不同地电位间的干扰。信号隔离器由于其输入、输出在电气上完全隔离, 即使输入、输出设备间的地电位不同, 也不再会相互产生干扰。同时也将外部设备的强电与PLC或DCS系统的AI、AO卡件隔离了起来, 保护了控制系统。
某投产的3000t/d水泥生产线, 使用了施耐德公司的Quantum系列的DCS 系统,该系统的AI、AO卡件工作电源为直流24V,AO卡件的输出线路上均加装有MDSC306E信号隔离器, 而AI卡件则没有加装。自投产以来, 使用中AI卡件遇到了信号干扰及卡件烧坏问题, 我们通过加装不同的信号隔离器使问题逐个得到解决。
一、信号的干扰问题
公司2台HFCG140-65型辊压机采用西门子S7-300控制系统,在运行过程中,出现了2台辊压机系统的信号严重相互干扰问题,以致无法正常开机,而它们并无直接的电气连接。通过检查发现, 由于辊压机的PLC 系统和DCS 系统不共地,DCS系统的地电位高出辊压机PLC系统的地电位1~2V,辊压机PLC的信号负端和DCS系统的信号负端是连接在一起的,这样DCS系统上的1~2V电压就通过变送单元加到了辊压机PLC的AI信号上,从而造成PLC信号数据出错。据此我们在辊压机的PLC和DCS的AI间加装了MDSC306E型信号隔离器( 见图1),消除了干扰,从而使2台辊压机都能正常地工作。
二、卡件的故障问题
DCS系统的AI 卡件在使用过程中, 多次出现通道烧坏问题。对于一个卡件来说,一旦出现某个通道烧坏,则该卡件其他的通道均不能正常使用,必须断电复位后才能使用,而断电时又必然引起停机,造成生产中断。通过调查,我们发现烧毁的均为电流信号通道, 图2是电动机电流信号进AI卡件的线路示意。
问题分析: 当电动机保护器电流变送单元出现故障时,其交流220V的强电窜入到DCS的AI卡件回路,从而造成AI卡件通道烧坏。后来我们对电流检测线路进行了改造,原电动机保护器的电流信号不再与DCS卡件连接,电动机保护器仅作为现场显示及保护用;增加一个电流互感器,电流互感器的0~5A信号经MDSC306E信号隔离器隔离后进DCS卡件,改造之后该问题再未出现,改装后的线路见图3。
三、体会
根据几次改造, 我们总结出在选用信号隔离器时应注意以下几点:
1) 安装条件。隔离器大多采用导轨式进行安装,适宜安装在机柜中。
2) 输入、输出信号类型。由于现场的信号有多种类型,要注意根据其输入的信号为电流型、电压型或电阻型等而选择。
3) 是否需要配电。可根据输入设备来确定, 若输入信号的信号源为二线制, 需要24VDC电源的变送器, 则要选用能给变送器配电的配电型隔离器。
4) 输入阻抗和带负载能力。在选用时要注意隔离器对输入阻抗和输出负载的要求, 以免传输的信号衰减。
5) 可根据接收仪表的个数来选择单通道或多通道的隔离器。
6) 隔离器的内部功耗应越小越好。
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