繼電器在化工儀表控制中的應用

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

在科學技術迅猛發展的背景下，自動化控制技術也在化工行業獲得了大規模使用，其中最具代表性與重要的就是繼電器的應用與演變[2]。論文以和泉IDEC RJ2S-CLD-D24型功率繼電器作為研究對象，結合DCS 控制系統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，其主要使用了導電性能良好的材料，能夠保證就算是在電流強度較高環境下，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獨立的復位彈簧結構，能夠在一定程度上提升設備的生命周期和安全性，外表的頂端使用了照明式結構，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有著執行機械運動的功能，觸點2與觸點4不會產生機械運動。在沒有電流的情況下，其中觸點2與3屬于關閉情形，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，進而形成電磁感應現象。在其中繞線電阻處于失去電壓狀態下，其中有著的吸力必然會消失，銜鐵就把在彈簧的相關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，進而達到連接和切斷的要求。

2 數字量信號簡介

所謂數字量，也就是離散量，將描述數字量的信號稱作是數字量信號。在儀表行業里，這種信號由輸入信息與輸出信息共同構成。這種輸入信號(后面叫做是DI信號)，主要指在生產環節中獲得斷開或者關閉指令，通過電腦迅速轉化成數字“1”或者“0”，通常使用于馬達運作反饋、現場或者遠程控制等方面的實時監測和預警。數字量輸出信號(后面叫做是DO信號)，主要指在生產環節中傳輸的“1”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閉，并且能夠控制指示燈的開啟與關閉。

3 繼電器在數字量回路控制系統中的應用

3.1 繼電器在數字量輸入信號回路控制系統中的應用

在繼電器中，DI信號大多體現在現場儀表獲得的“1”或者“0”狀態，比如馬達的運作情況、現場/遠程控制情況等。如今，論文以DCS控制系統為例，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，設備作業者通常會利用安裝繼電器實現對卡件的有效保護。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1連通機泵運作信號。在現場機泵停止運作時，其中線圈處于失電狀態，兩大觸點完全切斷，DCS控制系統數字量輸入卡件收到開關量切斷信息，通過計算后存在于電腦界面。

3.2 繼電器在數字量輸出信號回路控制系統中的應用

在化工儀表控制過程中，離散量輸出信號大多屬于作業者向現場設備傳輸的指令信息，在這類輸出信號里，部分設備要求現場儀表在給出指令信息之時，能夠為現場設備供電，這種設備的信號線也就是濕接點。除此之外，部分設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閉操作，這種設備的信號線，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。當作業者輸出得電信號時，設備收到工作電勢差并通電；當作業者輸出失電信號時，現場電磁閥收到工作電勢差并失電，此類要求供應電源的設備接線，就是人們所說的濕接點。以下主要以這種設備作為實例，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，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，進而實現對閥門操作的穩定控制。

3.2.2 繼電器在干接點DO回路中的接線

論文以大功率轉動設備為例，其驅動電勢差基本為220VAC，通常來說，均是由電氣作業者控制設備的供應和切斷，而儀表部門應該控制現場機泵的運作、關閉工作。此類不要求提供電源的設備接線，也就是人們所說的干接點，以下以這種設備作為實例，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，通過轉接線連接電氣機器中的機泵供電回路內。在該系統輸出離散量信號“1”之時，其中繞線電阻處于通電狀態，促使兩大觸點得以連接，機泵運作回路連通，大量設備開始運作；當該系統輸出離散量信號“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，各大設備無法穩定運作。必須提出的是，機泵收到命令之后能夠穩定運作的基礎為：相關人員已然為機泵提供達到規定的運行電勢差。

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，能夠進行動態監測與生產自動化。選擇相應的繼電器，而且結合其屬性特點明確對應的接線方法，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，盡量避免出現意外事故，確保公司的長期穩定發展。這里通過機械脫扣復位回路進行研究，因為機械脫扣屬于人為觸發裝置，所以串聯在其中回路里的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以及串聯在復位線圈回路熔絲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，復位還是無法正常操作，并且熔絲又發生熔斷情況。熔絲數次熔斷意味著有著過流問題，也就是在復位回路里有著短路問題，則與復位電動螺線管并聯的二極管導致短路的概率偏高，通過拆裝測試，二極管已經完全擊穿，存在短路問題。如果需要找到二極管擊穿的因素，則應當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生斷電問題時，為了確保電流的方向不會發生變化，線圈會形成一種自感應電勢，為了避免感應電勢破壞其他部分，應當在感應線圈部位并聯一個二極管，在出現感應電勢之時，二極管能夠導通，感應電流將在電動螺線管與二極管建立的回路里流通，進而損耗掉感應電勢，此類二極管被人們叫做是續流二極管[3]。這類二極管通常根據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形成續流電路，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生故障點二極管做出優化。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，這種回路沒有發生熔絲熔斷與二極管擊穿的問題，故障問題已經解決。

5 結語

汽動輔助給水泵屬于安全相關的一大關鍵設備，而超速保護系統屬于確保設備穩定運作的主要方式。論文利用超速保護邏輯理論的歸納、機組間優化比較和現場問題的分析處理等方面加以梳理，能夠對系統維護起到一定的參考意義，有，有助于確保機組的長期穩定運作。