開關(guān)量信號隔離器在鋼鐵廠除鱗系統(tǒng)的應(yīng)用

摘要：在鋼鐵生產(chǎn)線中，軋制是其中一項重要的加工工藝。通過軋制將金屬坯料進(jìn)行延展和定型，滿足不同行業(yè)的使用要求。在軋制前需要進(jìn)行除鱗，除鱗系統(tǒng)是通過高壓水形成扇形水束，噴射到鋼坯表面將氧化鐵層剝離。高壓水由高壓氣水罐提供，在工作過程中需要保持一定的水位，所以其水位值是一項重要監(jiān)測參數(shù)。使用信號隔離器傳輸液位開關(guān)輸出的開關(guān)量信號，可以有效避免大多數(shù)信號干擾，保證整個除鱗系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：信號隔離器；開關(guān)量信號；除鱗系統(tǒng)；信號干擾

0：概述

鋼坯在軋制工藝之前，需要在加熱爐中進(jìn)行加熱，令其軟化容易進(jìn)行加工。但是在加熱過程中，鋼坯表面會形成氧化鐵層。如果不進(jìn)行清除，鋼坯在軋制咬入時易打滑或者氧化鐵層被壓入軋件表面，冷卻后導(dǎo)致表面形成不規(guī)則凹陷。所以需要除鱗工序，在軋制之前將鋼坯表面的氧化鐵層清除掉，保證軋件質(zhì)量。除鱗工藝主要由高壓氣水罐產(chǎn)生的高壓水束，噴射到鋼坯表面達(dá)到去除氧化鐵層的目的。為保證除鱗效果，高壓氣水罐內(nèi)需要保持一定的壓力。當(dāng)其中的水位低于設(shè)定值時需要及時補充水，使用浮球杠桿式液位開關(guān)可以滿足監(jiān)測水位的需求，通過干接點信號傳輸?shù)娇刂破?，將水位是否達(dá)到設(shè)定值告知系統(tǒng)進(jìn)行補充水動作。鋼鐵廠設(shè)備眾多，環(huán)境復(fù)雜，干接點信號也易受到各種電磁干擾影響，使用信號隔離器可以有效避免上述問題，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

1：開關(guān)量信號 

常見的開關(guān)量輸出傳感器有液位開關(guān)、物位開關(guān)、溫度開關(guān)等。當(dāng)測量的物理量未達(dá)到傳感器閾值時，傳感器輸出一種狀態(tài)，達(dá)到閾值后輸出另一種狀態(tài)，常見的表現(xiàn)形式為干接點開關(guān)的斷開與閉合狀態(tài)。通過電路與其相連，檢測開關(guān)是否閉合就能得知對應(yīng)測量的物理量是否達(dá)到閾值。

雖然開關(guān)量信號只有兩個狀態(tài)值，并且兩個狀態(tài)值之間的差異性很大。但是也會不可避免受到電磁干擾影響，輕則導(dǎo)致信號傳輸錯誤，重則導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備損壞。在許多工業(yè)場景中有大型機電設(shè)備，不可避免的成為主要干擾源并影響信號傳輸。如何保護相關(guān)設(shè)備并保證信號傳輸質(zhì)量顯得尤為重要。

2：常用解決方法

電磁干擾信號通過傳感器的外接信號線耦合到正常信號上，導(dǎo)致后端控制器接收到異常信號，造成控制器采集數(shù)據(jù)錯誤，甚至有損壞設(shè)備的風(fēng)險。解決上述問題，可以在傳感器與控制器之間安裝信號隔離器。

                                     信號隔離器接入圖

開關(guān)量輸入信號隔離器通過光耦隔離的方式將傳感器的輸出信號經(jīng)過隔離傳輸?shù)娇刂破鳌鞲衅髋c控制器之間形成電氣隔離，分別形成兩個獨立回路。若出現(xiàn)異常危險大能量信號，不能直接通過線纜到達(dá)控制器，保護控制器免受危險信號的影響。信號隔離器的輸入與輸出端口均有EMC防護電路，可以有效過濾疊加在正常信號上的干擾信號。

3：BM100開關(guān)量輸入信號隔離器

3.1概述

BM100開關(guān)量輸入信號繼電器輸出信號隔離器。接收干接點或NAMUR型接近開關(guān)信號，接收信號頻率≤10Hz，不能接收高頻信號。輸出繼電器(干接點信號)。繼電器外接電阻性負(fù)載，驅(qū)動能力有250V AC 2A或30V DC 2A，可以驅(qū)動部分小型設(shè)備。產(chǎn)品頂部有撥碼開關(guān)，可以根據(jù)需求令輸入與輸出同向邏輯或者是反向邏輯。同時具有故障檢測功能，檢測輸入的回路是否存在短路或斷路的情況。(NAMUR型接近開關(guān)信號可以直接使用，干接點信號需要在輸入端外接電阻實現(xiàn))

                               BM100開關(guān)量輸入繼電器輸出信號隔離器接線圖

BM100系列開關(guān)量輸入信號隔離器外觀圖

3.2技術(shù)參數(shù)

4：結(jié)束語

開關(guān)量輸入繼電器輸出信號隔離器，通常使用在對開關(guān)頻率要求低，負(fù)載要求高的場景。其可以有效過濾大多數(shù)干擾信號，并保護相關(guān)設(shè)備不受危險大能量信號的危害。輸入支持干接點或NAMUR型接近開關(guān)信號，頂部有撥碼開關(guān)支持手動調(diào)整輸入與輸出同向或反向，以及輸入端電路是否進(jìn)行短路或斷路檢測。客戶可以根據(jù)自身實際使用情況，進(jìn)行選型與配置，保護相關(guān)系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運行。

參考文獻(xiàn)

[1]企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.6.

[2]李剛 吳秀杰.使用浮球杠桿式液位開關(guān)解決中型除鱗系統(tǒng)液位檢測問題.萊鋼科技,第2期(總第122期).