信号隔离器在供热控制系统中的作用

安科瑞 徐涵

摘要：太阳能和空气源热泵结合能够做到性能互补，一定程度上能够缓解能源紧缺。而PLC控制系统在整个供热系统中有着重要的作用。但由于现场环境等因素影响，上传给PLC的模拟信号易受干扰影响，因此要在系统中接入信号隔离器。通过信号隔离器隔离的转换可以有效减少干扰，从而达到提升效率，提高系统的稳定性和可靠性的目的。

关键词：供热；信号隔离器；PLC控制系统；抗干扰

0：概述

近年来，我国经济一直保持着较快的增长速度，与此同时，能源紧张的矛盾也日益突出。我国能源相对不多，人均能源低于世界水平，另一方面，能源工业技术水平低，能耗高又加剧了国内能源紧张的局面。为缓解能源紧张的局面，太阳能的开发日益受到人们重视。太阳能热水器产生热水依赖天气和日照变化，所以不能稳定提供热水。而将太阳能和空气源热泵结合，可以实现太阳能热水器和空气源热泵性能优势互补。

其中，PLC控制系统在供热系统中发挥着越来越重要的作用。PLC控制能够快捷地监控每个节点的运行状态，其工作的可靠性越发受到重视。信号干扰造成的PLC死机等故障不易排查和根除，增加了设备运行的故障率，降低了设备作业效率。因此，最提高设备的抗干扰能力尤为重要。

1：供热系统控制过程与原理

系统显示功能实现上位PC机有良好的人际沟通界面，保证工作人员可以更加直观、清晰地了解和控制系统各工段处的工作状态。监控系统的现实功能有温度显示、参数设置和数据处理功能，温度显示是系统温测点分别通过PT100和测温模块检测温度。然后由485总线将数据汇总，PLC实时处理后，上位PC机通过工作人员实时掌握系统各工段处的工作情况。参数设定可以通过上位PC机完成，在上位PC机里，利用组态软件规划出所显示的，由上位机与PLC通讯对PLC进行操作，就可以达到完全自动化。

水温、水位等传感器检测到现场信号，通过信号隔离器隔离转换为模拟信号传输至PLC，PLC进行信号处理将信号处理成CPU能够识别的数字信号。PLC通过与设定值进行比较通过输出接口电路控制信号转换成现场电机的运行信号输出，以驱动电磁阀等被控设备的执行元件。

图1 电气控制图

2：信号隔离器在供热系统中的应用

供热系统中存在多种非电气模拟量的测量和转换，例如温度、水位等，这些都需要通过模拟量信号变送器转换为4~20mA输出，在传送至PLC进行分析。但在该现场环境大型设备较多，存在干扰。对于4~20mA传输来说，干扰的存在容易影响其传输精度，会导致系统接收到的信号和现场实际情况存在差异，致使系统没有办法下发准确的指令更甚者直接发送错误指令，使得太阳能加热与空气源热泵配合出现问题，导致系统失灵不能有效传输热水。

在PLC系统中加装信号隔离器就能有效解决问题。信号隔离器切断了传导干扰的传播途径，减小设备直接连接的接地环路带来的信号失真，提高了控测量精度和4~20mA 模拟量信号抗工频电磁干扰的能力，保证了控制系统的稳定运行。

如图2所示，经过信号隔离器的隔离转换，4~20mA信号可以更加可靠的传送给PLC系统，提高了系统的稳定性及可靠性，降低了设备故障率及损失，高效的同时也更加经济。

 

图2

3：BM100信号隔离器

3.1概述

BM100系列信号隔离器在工业生产中为增加仪表负载能力并保证连接同一信号的仪表之间互不干扰，提高电气性能。BM100信号隔离器输入支持三种输入模式，兼容传感器的三种接线方式，将输入信号进行隔离输出，输送给二次仪表或PLC/DCS使用。

BM100系列信号隔离器外观图

3.2技术参数

4：结束语

太阳能与空气源热泵系统应用PLC控制技术，并加装信号隔离器进行信号传输，使得系统在功能性、稳定性以及可靠性上有了显著提高，同时，监控系统的操作更加简单快捷，调试和维修也更加方便，一定程度上实现了节能的目标。无论从经济还是实用性而言，信号隔离器都具有广泛的推广意义。

参考文献

[1]企业微电网设计与应用手册.2022.05.

[2]陈立定．电气控制与可编程序控制器的原理及应用[M]． 北京：机械工业出版社，2004：121-140.

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