繼電器在化工儀表控制中的應(yīng)用

杜穎

中石化第十建設(shè)有限公司 山東青島 266555

化工產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，在我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在節(jié)能環(huán)保理念下，化工生產(chǎn)要兼具安全性及高效性，借助儀表自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠達(dá)成這一要求。分析化工儀表自動(dòng)化過程控制的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及相關(guān)問題，可進(jìn)一步提高儀表的智能化水平?；ぷ詣?dòng)化主要指在化工生產(chǎn)過程中借助先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而使化工生產(chǎn)過程步驟得到優(yōu)化控制。從流程上看，化工自動(dòng)化是機(jī)器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)過程中可以盡量少的人參與其中，通過設(shè)計(jì)操作要求，由儀器設(shè)備對(duì)要求進(jìn)行響應(yīng)，在檢測(cè)、信息分析、處理、判斷、操控上進(jìn)行自動(dòng)化操作。繼電器的應(yīng)用為化工生產(chǎn)自控水平的提高提供了物質(zhì)基礎(chǔ)及技術(shù)支撐，化工企業(yè)在選擇化工儀表儀器時(shí)，可以結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求，選取具備更高生產(chǎn)效率及安全指數(shù)的自動(dòng)化儀器。

1 繼電器工作原理

以IDEC繼電器為例，其主要使用了導(dǎo)電性能良好的材料，能夠保證就算是在電流強(qiáng)度較高環(huán)境下，同樣能夠維持強(qiáng)大的通電功能，借助RC和Diode，避免反抗電動(dòng)勢(shì)，主要使用IDEC獨(dú)立的復(fù)位彈簧結(jié)構(gòu)，能夠在一定程度上提升設(shè)備的生命周期和安全性，外表的頂端使用了照明式結(jié)構(gòu)，能夠保證良好的視認(rèn)性。其運(yùn)作機(jī)理：本電子控制器件由鐵芯、繞線電阻、鐵磁體、觸點(diǎn)簧片等共同構(gòu)成。觸點(diǎn)方法屬于兩開兩閉，以下主要以一組作為實(shí)例加以闡述。觸點(diǎn)3有著執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的功能，觸點(diǎn)2與觸點(diǎn)4不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)。在沒有電流的情況下，其中觸點(diǎn)2與3屬于關(guān)閉情形，而觸點(diǎn)3和4屬于切斷情形。在線圈兩邊接電之后，其中必定會(huì)流進(jìn)電流，進(jìn)而形成電磁感應(yīng)現(xiàn)象。在其中繞線電阻處于失去電壓狀態(tài)下，其中有著的吸力必然會(huì)消失，銜鐵就把在彈簧的相關(guān)力下回到之前的部位，使得動(dòng)觸點(diǎn)3和之前的靜觸點(diǎn)2處于吸合狀態(tài)，進(jìn)而達(dá)到連接和切斷的要求[1]。

2 數(shù)字量信號(hào)簡(jiǎn)介

數(shù)字量，是指在時(shí)間上和數(shù)量上都是離散的物理量，把表示數(shù)字量的信號(hào)叫做數(shù)字量信號(hào)。在儀表領(lǐng)域中，數(shù)字量信號(hào)包括數(shù)字量輸入信號(hào)和數(shù)字量輸出信號(hào)兩種。數(shù)字量輸入信號(hào)（英文全稱DigitalInput，下文中簡(jiǎn)稱DI信號(hào)），是指生產(chǎn)過程中接收到斷開或閉合信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字“1”或“0”信號(hào)，一般應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行反饋、就地/遠(yuǎn)程切換等狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與報(bào)警。數(shù)字量輸出信號(hào)（英文全稱DigitalOutput，下文中簡(jiǎn)稱DO信號(hào)），是指生產(chǎn)過程中發(fā)出的“1”或“0”信號(hào)，一般應(yīng)用在電磁閥的開/關(guān)、機(jī)泵的啟/停、繼電器的通/斷、指示燈的亮/滅等設(shè)備的控制[2]。

3 繼電器在化工儀表控制中的應(yīng)用策略

3.1 繼電器在濕接點(diǎn)DO 回路中的接線

論文使用的大量電磁閥，信號(hào)線和供電線屬于同一組輸入線。當(dāng)作業(yè)者輸出得電信號(hào)時(shí)，設(shè)備收到工作電勢(shì)差并通電；當(dāng)作業(yè)者輸出失電信號(hào)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)電磁閥收到工作電勢(shì)差并失電，此類要求供應(yīng)電源的設(shè)備接線，就是人們所說的濕接點(diǎn)。以下主要以這種設(shè)備作為實(shí)例，闡述其在儀表機(jī)柜中的接線方式。把繼電器引腳8連入數(shù)字量輸出DO卡件的接線端子上，引腳1連入電壓較低的一端，觸點(diǎn)3連通電壓較高的一端，觸點(diǎn)4連通端子排上。在顯示DO信號(hào)“1”之時(shí)，其中繞線電阻獲得電勢(shì)差，促使觸點(diǎn)3無(wú)觸點(diǎn)4處于連接狀態(tài)，其中供電回路接通，電磁閥獲得電勢(shì)差，閥門開啟；在顯示DO信號(hào)“0”之時(shí)，其中線圈失電，造成兩大觸點(diǎn)完全切斷，供電回路和電控制器件斷開，使其失去電勢(shì)差，閥門裝置不能穩(wěn)定運(yùn)作。這種回路里繼電器能夠控制回路的切斷與連接狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門操作的穩(wěn)定控制。

3.2 繼電器在干接點(diǎn)DO 回路中的接線

論文以大功率轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備為例，其驅(qū)動(dòng)電勢(shì)差基本為220VAC，通常來說，均是由電氣作業(yè)者控制設(shè)備的供應(yīng)和切斷，而儀表部門應(yīng)該控制現(xiàn)場(chǎng)機(jī)泵的運(yùn)作、關(guān)閉工作。此類不要求提供電源的設(shè)備接線，也就是人們所說的干接點(diǎn)，以下以這種設(shè)備作為實(shí)例，闡述其在儀表機(jī)柜中的接線方式。把引腳8連接至離散量輸出DO卡件的接線端子上，引腳1連通至電源電位較低的一端，觸點(diǎn)3與觸點(diǎn)4連通至儀表機(jī)柜端子排，通過轉(zhuǎn)接線連接電氣機(jī)器中的機(jī)泵供電回路內(nèi)。在該系統(tǒng)輸出離散量信號(hào)“1”之時(shí)，其中繞線電阻處于通電狀態(tài)，促使兩大觸點(diǎn)得以連接，機(jī)泵運(yùn)作回路連通，大量設(shè)備開始運(yùn)作；當(dāng)該系統(tǒng)輸出離散量信號(hào)“0”之時(shí)，其中繞線電阻失去電勢(shì)差，促使兩大觸點(diǎn)完全切斷，其回路也無(wú)法連通，各大設(shè)備無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)作。必須提出的是，機(jī)泵收到命令之后能夠穩(wěn)定運(yùn)作的基礎(chǔ)為：相關(guān)人員已然為機(jī)泵提供達(dá)到規(guī)定的運(yùn)行電勢(shì)差[3]。

3.3 繼電器在數(shù)字量輸入信號(hào)回路控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

在化工儀表控制系統(tǒng)中，數(shù)字量輸入信號(hào)常常表現(xiàn)為現(xiàn)場(chǎng)儀表采集的開關(guān)量信號(hào)，如電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、就地/遠(yuǎn)程切換狀態(tài)等。目前，本廠使用的艾默生DCS控制系統(tǒng)，系統(tǒng)卡件的運(yùn)行電壓都是24VDC，為了防止電氣強(qiáng)電信號(hào)竄入到儀表控制系統(tǒng)中，儀表專業(yè)一般會(huì)通過增加繼電器來對(duì)卡件進(jìn)行隔離保護(hù)。下面就電動(dòng)機(jī)泵運(yùn)行反饋信號(hào)為例，簡(jiǎn)要介紹一下DI信號(hào)在儀表控制系統(tǒng)機(jī)柜內(nèi)繼電器的接線方法。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在化工儀表控制系統(tǒng)中，科學(xué)合理地使用合適型號(hào)的繼電器，并且根據(jù)其屬性特征選擇不同的接線方式，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多種類型的控制方案，還能提高企業(yè)員工工作效率，減少安全生產(chǎn)事故，使企業(yè)在安全、高效、穩(wěn)定的自動(dòng)控制模式中提升經(jīng)濟(jì)效益。