繼電器在化工儀表控制中的應(yīng)用

張小柯(中國平煤神馬集團尼龍科技有限公司，河南 平頂山 467000)

0 引言

在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下，自動化控制技術(shù)也在化工行業(yè)獲得了大規(guī)模使用，其中最具代表性與重要的就是繼電器的應(yīng)用與演變[2]。論文以和泉IDEC RJ2S-CLD-D24型功率繼電器作為研究對象，結(jié)合DCS 控制系統(tǒng)來研究繼電器在化工儀表控制過程中的實踐使用，希望能夠為其他研究者提供一定的參考。

1 繼電器工作原理

論文以IDEC繼電器作為研究對象，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度較高環(huán)境下，同樣能夠維持強大的通電功能，借助RC和Diode，避免反抗電動勢。本次研究的繼電器主要使用IDEC獨立的復(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性。其運作機理 ：本電子控制器件由鐵芯、繞線電阻、鐵磁體、觸點簧片等共同構(gòu)成。觸點方法屬于兩開兩閉，以下主要以一組作為實例加以闡述。觸點3有著執(zhí)行機械運動的功能，觸點2與觸點4不會產(chǎn)生機械運動。在沒有電流的情況下，其中觸點2與3屬于關(guān)閉情形，而觸點3和4屬于切斷情形。在線圈兩邊接電之后，其中必定會流進電流，進而形成電磁感應(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，使得動觸點3和之前的靜觸點2處于吸合狀態(tài)，進而達到連接和切斷的要求。

2 數(shù)字量信號簡介

所謂數(shù)字量，也就是離散量，將描述數(shù)字量的信號稱作是數(shù)字量信號。在儀表行業(yè)里，這種信號由輸入信息與輸出信息共同構(gòu)成。這種輸入信號(后面叫做是DI信號)，主要指在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中獲得斷開或者關(guān)閉指令，通過電腦迅速轉(zhuǎn)化成數(shù)字“1”或者“0”，通常使用于馬達運作反饋、現(xiàn)場或者遠程控制等方面的實時監(jiān)測和預(yù)警。數(shù)字量輸出信號(后面叫做是DO信號)，主要指在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中傳輸?shù)摹?”或者“0”信號，通常來說，繼電器不只能夠控制電磁閥的開啟與關(guān)閉，并且能夠控制指示燈的開啟與關(guān)閉。

3 繼電器在數(shù)字量回路控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

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

在繼電器中，DI信號大多體現(xiàn)在現(xiàn)場儀表獲得的“1”或者“0”狀態(tài)，比如馬達的運作情況、現(xiàn)場/遠程控制情況等。如今，論文以DCS控制系統(tǒng)為例，卡件的運作電勢差均為24VDC，為了避免電氣強電信號進入其中，設(shè)備作業(yè)者通常會利用安裝繼電器實現(xiàn)對卡件的有效保護。以下就電動機泵運作反饋信號作為實例，重點闡述DI信號在儀表機柜中繼電器的接線方式。把繼電器觸點4連通至離散量輸入DI卡件的接線端子上，兩大觸點連通24VDC電源電壓較低的一端，引腳8和電壓較高的一端相連，引導(dǎo)1連通機泵運作信號。在現(xiàn)場機泵停止運作時，其中線圈處于失電狀態(tài)，兩大觸點完全切斷，DCS控制系統(tǒng)數(shù)字量輸入卡件收到開關(guān)量切斷信息，通過計算后存在于電腦界面。

3.2 繼電器在數(shù)字量輸出信號回路控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

在化工儀表控制過程中，離散量輸出信號大多屬于作業(yè)者向現(xiàn)場設(shè)備傳輸?shù)闹噶钚畔?，在這類輸出信號里，部分設(shè)備要求現(xiàn)場儀表在給出指令信息之時，能夠為現(xiàn)場設(shè)備供電，這種設(shè)備的信號線也就是濕接點。除此之外，部分設(shè)備因為一些原因外無需儀表供電，僅是簡單地接收指令信息控制開啟與關(guān)閉操作，這種設(shè)備的信號線，也就是人們所說的干接點。以下將利用兩種實例來闡述DO信號在儀表機柜中電控制器件的接線方式。

3.2.1 繼電器在濕接點DO回路中的接線

論文使用的大量電磁閥，信號線和供電線屬于同一組輸入線。當(dāng)作業(yè)者輸出得電信號時，設(shè)備收到工作電勢差并通電；當(dāng)作業(yè)者輸出失電信號時，現(xiàn)場電磁閥收到工作電勢差并失電，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。以下主要以這種設(shè)備作為實例，闡述其在儀表機柜中的接線方式。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3連通電壓較高的一端，觸點4連通端子排上。在顯示DO信號“1”之時，其中繞線電阻獲得電勢差，促使觸點3無觸點4處于連接狀態(tài)，其中供電回路接通，電磁閥獲得電勢差，閥門開啟；在顯示DO信號“0”之時，其中線圈失電，造成兩大觸點完全切斷，供電回路和電控制器件斷開，使其失去電勢差，閥門裝置不能穩(wěn)定運作。這種回路里繼電器能夠控制回路的切斷與連接狀態(tài)，進而實現(xiàn)對閥門操作的穩(wěn)定控制。

3.2.2 繼電器在干接點DO回路中的接線

論文以大功率轉(zhuǎn)動設(shè)備為例，其驅(qū)動電勢差基本為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)場機泵的運作、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，以下以這種設(shè)備作為實例，闡述其在儀表機柜中的接線方式。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3與觸點4連通至儀表機柜端子排，通過轉(zhuǎn)接線連接電氣機器中的機泵供電回路內(nèi)。在該系統(tǒng)輸出離散量信號“1”之時，其中繞線電阻處于通電狀態(tài)，促使兩大觸點得以連接，機泵運作回路連通，大量設(shè)備開始運作；當(dāng)該系統(tǒng)輸出離散量信號“0”之時，其中繞線電阻失去電勢差，促使兩大觸點完全切斷，其回路也無法連通，各大設(shè)備無法穩(wěn)定運作。必須提出的是，機泵收到命令之后能夠穩(wěn)定運作的基礎(chǔ)為：相關(guān)人員已然為機泵提供達到規(guī)定的運行電勢差。

4 討論與思考

從整體來說，在本文研究的化工儀表控制階段中，能夠借助電磁繼電器來控制電路，并且這種電路有著高電壓、強電流的特征，能夠進行動態(tài)監(jiān)測與生產(chǎn)自動化。選擇相應(yīng)的繼電器，而且結(jié)合其屬性特點明確對應(yīng)的接線方法，不只可以制定不同類別的控制計劃，并且能夠逐步提升公司職員的工作效率，盡量避免出現(xiàn)意外事故，確保公司的長期穩(wěn)定發(fā)展。這里通過機械脫扣復(fù)位回路進行研究，因為機械脫扣屬于人為觸發(fā)裝置，所以串聯(lián)在其中回路里的R1繼電器觸點并非是其中的故障部位，因此故障因素大多存在于在繼 電器R2與TDR以及串聯(lián)在復(fù)位線圈回路熔絲FU6上。首先，對于其中繼電器安裝狀況加以查看，沒有找到松動或者破壞問題，不過其中存在15A熔絲熔斷情況。通過更換之后加以驗證，復(fù)位還是無法正常操作，并且熔絲又發(fā)生熔斷情況。熔絲數(shù)次熔斷意味著有著過流問題，也就是在復(fù)位回路里有著短路問題，則與復(fù)位電動螺線管并聯(lián)的二極管導(dǎo)致短路的概率偏高，通過拆裝測試，二極管已經(jīng)完全擊穿，存在短路問題。如果需要找到二極管擊穿的因素，則應(yīng)當(dāng)推斷在這種回路里二極管有著的作用。在直流電路中的電動螺線管發(fā)生斷電問題時，為了確保電流的方向不會發(fā)生變化，線圈會形成一種自感應(yīng)電勢，為了避免感應(yīng)電勢破壞其他部分，應(yīng)當(dāng)在感應(yīng)線圈部位并聯(lián)一個二極管，在出現(xiàn)感應(yīng)電勢之時，二極管能夠?qū)?，感?yīng)電流將在電動螺線管與二極管建立的回路里流通，進而損耗掉感應(yīng)電勢，此類二極管被人們叫做是續(xù)流二極管[3]。這類二極管通常根據(jù)耐壓超過線圈電勢差的一至兩倍，電流強度超過線圈電勢差一至兩倍進行選擇，并且其能夠與電阻串聯(lián)形成續(xù)流電路，達到降低電壓、限制電流的目的。按照電動螺線管額定電壓是120VDC(機柜電源實際測量電勢差也是120VDC)，額定電流10A的狀況，能夠通過兩類方式對于發(fā)生故障點二極管做出優(yōu)化。如今采用的二極管屬于機器自帶，具體型號是： STTH5L06，反向耐壓 達到600V，正向電流強度達到5A。

(1)通過3個二極管進行并聯(lián)之后，之后使用1個100Ω電阻。如此一來，電阻有著限制電流的作用，三個二級管有著分流作用。

(2)更換為IN4007型二極管，這種器件電勢差為700V，最大電流強度達到30A。利用這些方式加以解決之后，這種回路沒有發(fā)生熔絲熔斷與二極管擊穿的問題，故障問題已經(jīng)解決。

5 結(jié)語

汽動輔助給水泵屬于安全相關(guān)的一大關(guān)鍵設(shè)備，而超速保護系統(tǒng)屬于確保設(shè)備穩(wěn)定運作的主要方式。論文利用超速保護邏輯理論的歸納、機組間優(yōu)化比較和現(xiàn)場問題的分析處理等方面加以梳理，能夠?qū)ο到y(tǒng)維護起到一定的參考意義，有，有助于確保機組的長期穩(wěn)定運作。