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(1)地环流干扰
在工业生产过程中实现监视和控制需要用到各种 自动化 仪表、控制系统和执行机构,他们之间的号传输既有弱到毫伏级、毫安级的小号;又有几十伏,数千伏、数百安培的大号;既有低频直流号,也有高频脉冲号等等,构成系统后往往发现在仪表和设备之间传输相互干扰,造成系统不稳定甚至误操作,出现这种情况除了每个仪器、设备本身的性能原因如抗电磁干扰影响,还有一个十分重要的原因就是各种仪器设备根据要求和目的都需要接地,例如为了,机壳需要接大地;为了使电路正常工作,系统需要有公共参考点;为了抑制干扰加屏蔽罩,屏蔽罩也需要接地,但是由于仪表和设备之间的参考点之间存在电势差(也就是各设备的共地点不同)因而形成“地环流”、“接地环流”问题是在系统处理号过程中必须解决的问题。
(2)自然干扰
雷电是一种主要的自然干扰源,雷电产生的干扰可以传输到数千公里以外的地方。雷电干扰的时域波形是叠加在一串随机脉冲背景上的一个大尖峰脉冲。宇宙噪音是电离辐射产生的,在一天中不断变化。太阳噪音则随着太阳活动情况的剧烈变化。自然界噪声主要会对通讯产生干扰,而雷电能量尖蜂脉冲可以对很多设备造成损坏,应该加以避免或降低损坏程度,减少损失。
(3)人为干扰
电磁干扰产生的根本原因是导体中有电压或电流的变化,即较大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能够使导体产生电磁波辐射。一方面,人们可以利用这一特点实现特定功能,例如,无限通、雷达或其他功能,另一方面,电子设备在工作时,由于导体中的dv/dt或di/dt会产生伴随电磁辐射。无论主观上出于什么目的,客观上对电磁环境造成了污染。还有工厂企业在生产过程中会经常有一些大型的设备(电机、 变频器 )频繁开关,他们也会造成一些容性、感性的干扰,也将影响仪器仪表正常显示或采集。凡是有电压电流突变的场合,肯定会有电磁干扰存在。数字脉冲电路就是一种典型的干扰源,随着电子技术的广泛应用,电磁污染情况会越来越严重.
优越性
在各个过程环路中使用号隔离器办法可以用DCS或 PLC 等隔离卡件或者现场带的隔离的变送器(部分设备可以做到),也可以用号隔离器来实现。比较起来,用号隔离器有以下优点:
·绝大部分情况,采用号隔离器+非隔离卡件比采用隔离卡件便宜
·号隔离器比隔离卡件在隔离能力、抗电磁干扰等方面性能更加优越
·号隔离器应用灵活,而且它还有号转换和号分配及接口转换等功能,使用起来更加方便
·号隔离器通常有单通道、双通道、通道间相互完全独立、构成系统的配置、日常维护更加方便。
操作原则
经典案例可以说明号隔离的重要性:某大型公司的生产线调试中。控制系统的号输入板有八个通道,八个通道共用一个A/D转换器,经过变换后,由光电耦合元件实现与主机电路的隔离。但它的八个通道输入之间并没有隔离,八个通道输入号每个单独接入控制系统均正常,接入多于两个外部号时,控制系统显示数字乱跳,故障无法排除。
又如某锅炉控制系统检测锅炉各点温度,使用K分度热电偶作为传感器,同上述相似,仅检测一点均正常,但是向控制系统接入两点以上热电偶时,控制系统显示的温度明显错误。
原因如下:两个现场仪表(A,B)向控制系统传送号以及控制系统向两台现场仪表发出号。假定传送的均为1~5VDC号。理想情况,控制系统及两个现场仪表“地”电位完全相等,传送过程中又没有其他干扰,从控制系统输入来看,接收的号正确。但实际上现场仪表不可能做到地电位完全相等,通常存在“地”电位差,若A仪表“地”与控制系统"地"同电位,B仪表比它们的“地”电位高0.1V,A仪表传送给控制系统的号为1~5VDC,而B仪表传送给控制系统的号则为1.1~5.1VDC,这样控制系统的误差就产生了。同时A、B仪表的“地”线在控制系统处汇合联接。将0.1V电压加在控制系统的地线上,有可能损坏控制系统的局部器件,同时在控制系统上显示错误数据。由此引起了上述现场调试中出现的问题,这两种情况在接入隔离器后均完全正常。
隔离器之所以能起到这个作用,就是它具有使输入/输出/电源在电气上完全隔离的功能,即在输入/输出/电源之间没有公共的“地”。输入号无论是否受到接“地”的干扰,经隔离处理后的输出号“地”与现场仪表“地”完全隔离没关系。正是由于这个原因,实现了输入到控制系统输入板的多个现场仪表号之间隔离,了这些号之间“地”的联系。
由于隔离器的工作电源是为隔离器的输入、输出两部份同时供电,要保证隔离器输入/输出号隔离,也必须确保隔离器的工作电源在电气上与这两个部分完全隔离。这种输入/输出/电源之间相互隔离的隔离器常称为三隔离或全隔离隔离器。 这种供电方式,在供电电源功率许可的情况下无论隔离器数量多少,均可使用一台电源供电,不会产生相互干扰。若隔离器的工作电源没有与隔离器的输入/输出部分隔离,严格地说隔离器的输入/输出号也没有被隔离,因为隔离器的输入/输出号“地”可以通过工作电源连接到一起。
以上叙述了号输入的隔离情况,同样在控制系统向现场仪表传输号时也存在类似的问题。采用三隔离隔离器就可以解决这样的问题。
隔离方式
受加工、装配工艺的影响,电动阀门普遍存在手动关严后电动打不开的现象,如通过上下限位开关的动作位置把电动阀门的行程调整小一些,则出现电动阀门关不严或者阀门开不展的不理想状态;把电动阀门的行程调整大一些,则引起过力矩开关保护动作;如果将过力矩开关的动作值调整的大一些,则出现撞坏减速传动机构或者撞坏阀门,甚至将电机烧毁的事故。为了解决这一问题,通常,电动门调试时手动将电动阀门摇到底,再往开方向摇一圈,定电动门的下限位开关位置,然后将电动阀门开到全开位置定上限开关位置,这样电动阀门就不会出现手动关严后电动打不开的现象,才能使电动门开、关操作自如,但无形中就引起了电动门内漏。即使电动阀门调整的比较理想,由于限位开关的动作位置是相对固定的,阀门控制的介质在运行中对阀门的不断冲刷、磨损,也会造成阀门关闭不严而引起的内漏现象。
2.4选型错误造成阀门的空化腐蚀引起电动阀门的内漏
空化与压差有关,当阀门的实际压差△P大于产生空化的临界压差△Pc、并在出口压力P2≥Pv时,就产生空化,空化过程中气泡破裂时释放出巨大的能量,对阀座、阀芯等节流元件产生巨大的破坏作用,一般的阀门在空化条件下多运行三个月甚至更短时间,即阀门遭受到严重的空化腐蚀,致使阀座泄漏量高可达额定流量的30%以上,这是无法弥补的,因此,不同用途的电动门都有不同的具体技术要求,要按照系统工艺流程来合理选择电动阀门至关重要。
2.5介质的冲刷、电动阀门老化引起的内漏
电动阀门调整好后经过一定时间的运行,由于阀门的气蚀和介质的冲刷、阀芯与阀座产生磨损、内部部件老化等原因,则会出现电动阀门行程偏大、电动阀门关不严的现象,造成电动阀门泄漏量变大,随着时间的推移,电动阀门内漏现象会越来越严重。
3 应有高科技解决电动阀门关不严、内漏问题
目前,随着电力工业的高速发展,200MW、300MW、600MW、100MW等大容量、高参数机组相继投入运行,在电网中发挥了主力机组的作用。在厂网分开,独立经营的情况下,减少非计划停机次数,提高机组等效可用系数,节能降耗,减人增效,改善机组运行环境,提高经济效益,确保主、辅设备在佳状态下运行,是各个发电公司所追求的目标。
在火力发电厂中电动阀门设备随小,但与机组的、稳定、经济运行密切相关,电动阀门的长期内漏不仅造成大量能源的浪费,而且直接影响机组的经济效益,如用于汽机本体电动阀门疏水时,由于电动阀门的内漏可能造成凝汽器真空降低,当凝汽器真空低于设计要求时,将直接影响机组的经济性和性,据计算,300 MW机组真空每下降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,来、推迟、解决新建机组和改造以投产机组原有电动阀门的内漏问题,是发电厂用户和电动阀门生产厂家都非常关注的课题。
针对电动阀门关不严、内漏的难题,我们与辛集市申科自动化仪表有限公司合作,共同开发电动阀门控制装置,在构思和设计时充分体现了超前意识,充分考虑到安装、改造、调试、维护等管理的实施,秉承装置简单实用,标准化程度高、模块化、模拟力矩、互换性好,安装、调试方便,免维护的设计思想,成功的研制了ZWD-05B智能定位器控制装置,通过电厂试验,彻底解决了电动阀门关不严、内漏的难题。该控制装置具有如下特点:
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