继电器在化工仪表控制中的应用

张小柯(中国平煤神马集团尼龙科技有限公司，河南 平顶山 467000)

0 引言

在科学技术迅猛发展的背景下，自动化控制技术也在化工行业获得了大规模使用，其中最具代表性与重要的就是继电器的应用与演变[2]。论文以和泉IDEC RJ2S-CLD-D24型功率继电器作为研究对象，结合DCS 控制系统来研究继电器在化工仪表控制过程中的实践使用，希望能够为其他研究者提供一定的参考。

1 继电器工作原理

论文以IDEC继电器作为研究对象，其主要使用了导电性能良好的材料，能够保证就算是在电流强度较高环境下，同样能够维持强大的通电功能，借助RC和Diode，避免反抗电动势。本次研究的继电器主要使用IDEC独立的复位弹簧结构，能够在一定程度上提升设备的生命周期和安全性，外表的顶端使用了照明式结构，能够保证良好的视认性。其运作机理 ：本电子控制器件由铁芯、绕线电阻、铁磁体、触点簧片等共同构成。触点方法属于两开两闭，以下主要以一组作为实例加以阐述。触点3有着执行机械运动的功能，触点2与触点4不会产生机械运动。在没有电流的情况下，其中触点2与3属于关闭情形，而触点3和4属于切断情形。在线圈两边接电之后，其中必定会流进电流，进而形成电磁感应现象。在其中绕线电阻处于失去电压状态下，其中有着的吸力必然会消失，衔铁就把在弹簧的相关力下回到之前的部位，使得动触点3和之前的静触点2处于吸合状态，进而达到连接和切断的要求。

2 数字量信号简介

所谓数字量，也就是离散量，将描述数字量的信号称作是数字量信号。在仪表行业里，这种信号由输入信息与输出信息共同构成。这种输入信号(后面叫做是DI信号)，主要指在生产环节中获得断开或者关闭指令，通过电脑迅速转化成数字“1”或者“0”，通常使用于马达运作反馈、现场或者远程控制等方面的实时监测和预警。数字量输出信号(后面叫做是DO信号)，主要指在生产环节中传输的“1”或者“0”信号，通常来说，继电器不只能够控制电磁阀的开启与关闭，并且能够控制指示灯的开启与关闭。

3 继电器在数字量回路控制系统中的应用

3.1 继电器在数字量输入信号回路控制系统中的应用

在继电器中，DI信号大多体现在现场仪表获得的“1”或者“0”状态，比如马达的运作情况、现场/远程控制情况等。如今，论文以DCS控制系统为例，卡件的运作电势差均为24VDC，为了避免电气强电信号进入其中，设备作业者通常会利用安装继电器实现对卡件的有效保护。以下就电动机泵运作反馈信号作为实例，重点阐述DI信号在仪表机柜中继电器的接线方式。把继电器触点4连通至离散量输入DI卡件的接线端子上，两大触点连通24VDC电源电压较低的一端，引脚8和电压较高的一端相连，引导1连通机泵运作信号。在现场机泵停止运作时，其中线圈处于失电状态，两大触点完全切断，DCS控制系统数字量输入卡件收到开关量切断信息，通过计算后存在于电脑界面。

3.2 继电器在数字量输出信号回路控制系统中的应用

在化工仪表控制过程中，离散量输出信号大多属于作业者向现场设备传输的指令信息，在这类输出信号里，部分设备要求现场仪表在给出指令信息之时，能够为现场设备供电，这种设备的信号线也就是湿接点。除此之外，部分设备因为一些原因外无需仪表供电，仅是简单地接收指令信息控制开启与关闭操作，这种设备的信号线，也就是人们所说的干接点。以下将利用两种实例来阐述DO信号在仪表机柜中电控制器件的接线方式。

3.2.1 继电器在湿接点DO回路中的接线

论文使用的大量电磁阀，信号线和供电线属于同一组输入线。当作业者输出得电信号时，设备收到工作电势差并通电；当作业者输出失电信号时，现场电磁阀收到工作电势差并失电，此类要求供应电源的设备接线，就是人们所说的湿接点。以下主要以这种设备作为实例，阐述其在仪表机柜中的接线方式。把继电器引脚8连入数字量输出DO卡件的接线端子上，引脚1连入电压较低的一端，触点3连通电压较高的一端，触点4连通端子排上。在显示DO信号“1”之时，其中绕线电阻获得电势差，促使触点3无触点4处于连接状态，其中供电回路接通，电磁阀获得电势差，阀门开启；在显示DO信号“0”之时，其中线圈失电，造成两大触点完全切断，供电回路和电控制器件断开，使其失去电势差，阀门装置不能稳定运作。这种回路里继电器能够控制回路的切断与连接状态，进而实现对阀门操作的稳定控制。

3.2.2 继电器在干接点DO回路中的接线

论文以大功率转动设备为例，其驱动电势差基本为220VAC，通常来说，均是由电气作业者控制设备的供应和切断，而仪表部门应该控制现场机泵的运作、关闭工作。此类不要求提供电源的设备接线，也就是人们所说的干接点，以下以这种设备作为实例，阐述其在仪表机柜中的接线方式。把引脚8连接至离散量输出DO卡件的接线端子上，引脚1连通至电源电位较低的一端，触点3与触点4连通至仪表机柜端子排，通过转接线连接电气机器中的机泵供电回路内。在该系统输出离散量信号“1”之时，其中绕线电阻处于通电状态，促使两大触点得以连接，机泵运作回路连通，大量设备开始运作；当该系统输出离散量信号“0”之时，其中绕线电阻失去电势差，促使两大触点完全切断，其回路也无法连通，各大设备无法稳定运作。必须提出的是，机泵收到命令之后能够稳定运作的基础为：相关人员已然为机泵提供达到规定的运行电势差。

4 讨论与思考

从整体来说，在本文研究的化工仪表控制阶段中，能够借助电磁继电器来控制电路，并且这种电路有着高电压、强电流的特征，能够进行动态监测与生产自动化。选择相应的继电器，而且结合其属性特点明确对应的接线方法，不只可以制定不同类别的控制计划，并且能够逐步提升公司职员的工作效率，尽量避免出现意外事故，确保公司的长期稳定发展。这里通过机械脱扣复位回路进行研究，因为机械脱扣属于人为触发装置，所以串联在其中回路里的R1继电器触点并非是其中的故障部位，因此故障因素大多存在于在继 电器R2与TDR以及串联在复位线圈回路熔丝FU6上。首先，对于其中继电器安装状况加以查看，没有找到松动或者破坏问题，不过其中存在15A熔丝熔断情况。通过更换之后加以验证，复位还是无法正常操作，并且熔丝又发生熔断情况。熔丝数次熔断意味着有着过流问题，也就是在复位回路里有着短路问题，则与复位电动螺线管并联的二极管导致短路的概率偏高，通过拆装测试，二极管已经完全击穿，存在短路问题。如果需要找到二极管击穿的因素，则应当推断在这种回路里二极管有着的作用。在直流电路中的电动螺线管发生断电问题时，为了确保电流的方向不会发生变化，线圈会形成一种自感应电势，为了避免感应电势破坏其他部分，应当在感应线圈部位并联一个二极管，在出现感应电势之时，二极管能够导通，感应电流将在电动螺线管与二极管建立的回路里流通，进而损耗掉感应电势，此类二极管被人们叫做是续流二极管[3]。这类二极管通常根据耐压超过线圈电势差的一至两倍，电流强度超过线圈电势差一至两倍进行选择，并且其能够与电阻串联形成续流电路，达到降低电压、限制电流的目的。按照电动螺线管额定电压是120VDC(机柜电源实际测量电势差也是120VDC)，额定电流10A的状况，能够通过两类方式对于发生故障点二极管做出优化。如今采用的二极管属于机器自带，具体型号是： STTH5L06，反向耐压 达到600V，正向电流强度达到5A。

(1)通过3个二极管进行并联之后，之后使用1个100Ω电阻。如此一来，电阻有着限制电流的作用，三个二级管有着分流作用。

(2)更换为IN4007型二极管，这种器件电势差为700V，最大电流强度达到30A。利用这些方式加以解决之后，这种回路没有发生熔丝熔断与二极管击穿的问题，故障问题已经解决。

5 结语

汽动辅助给水泵属于安全相关的一大关键设备，而超速保护系统属于确保设备稳定运作的主要方式。论文利用超速保护逻辑理论的归纳、机组间优化比较和现场问题的分析处理等方面加以梳理，能够对系统维护起到一定的参考意义，有，有助于确保机组的长期稳定运作。