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实行电源分组供电,例如:将执行电机的驱动电源与控制电源分开,以防止设备间的干扰。
(5)采用噪声滤波器也可以有效地抑制交流伺服驱动器对其它设备的干扰。该措施对以上几种干扰现象都可以有效地抑制。
(6)采用隔离变压器。考虑到高频噪声通过变压器主要不是靠初、次级线圈的互感耦合,而是靠初、次级寄生电容耦合的,因此隔离变压器的初、次级之间均用屏蔽层隔离,减少其分布电容,以提高抵抗共模干扰能力。
(7)采用高抗干扰性能的电源,如利用频谱均衡法设计的高抗干扰电源。这种电源抵抗随机干扰非常有效,它能把高尖峰的扰动电压脉冲转换成低电压峰值(电压峰值小于TTL电平)的电压,但干扰脉冲的能量不变,从而可以提高传感器、仪器仪表的抗干扰能力。
低功耗
产品的功耗是各个功能单元功耗的总和,只有降低各个功能单元的功耗才能使得总得功耗降低,增加产品的热稳定性和寿命。隔离器主要在输入、输出、电源、隔离四个单元进行技术改进。
1、 输出单元模块的自适应负载技术
输出模块可以根据负载的大小动态调整输出模块的输出功率,从而减少自身的发热。传统的负载设计是根据额定负载的大小设计输出功率,当输出负载非常小时,多余的负载功率就耗散在仪表内部,从而时仪表自身发热。假设一台隔离器的输出负载设计为750欧姆,那么输出驱动功率一般设计为0.5W。如果在实际应用中此隔离器的负载使用在50欧姆的环境下,那么就有 0.5W-0.02W = 0.48W的功率转换为仪表自身的发热。如果时多路输出将产生更多的热量,而降低输出模块的额定功率在实际应用中又难以应付市场的复杂状况。
2、隔离单元模块的低功耗改进
隔离单元是决定产品技术指标的重要单元。
隔离技术主要有磁隔离与光隔离两大类。隔离电路形式有直接调制耦合,反馈调制耦合等多种形式,具体采用什么形式要根据产品的技术指标而定。总的来讲可以大致分为开关量号采用光隔离,模拟量号采用磁隔离的方式。从技术复杂程度来看,磁隔离比光隔离处理技术复杂,采用磁隔离技术,设计者可以根据技术指标采用合适的设计方案,隔离的线性、精度可以根据产品的要求灵活控制。而光隔离的线性、精度只能依赖器件厂家提供的技术指标,设计人员可以调整的方式很少,也不可能超过厂家提供的技术指标。由于功耗大,光电隔离也不能实现无源隔离。磁隔离模式有电流互感模式、电流互感反馈模式、电压互感模式、电压互感反馈模式、电流互感功率补偿模式等,电流互感功率补偿模式是相对来说功耗低的模式。
3、电源模块
电源的技术指标是基础,决定产品的性能。流行的电源拓扑形式虽然非常多,也很成熟。
优越性
在各个过程环路中使用号隔离办法可以用DCS或PLC等隔离卡件或者现场带隔离的变送器(部分设备可以做到),也可以使用号隔离器来实现。比较起来,用号隔离器有以下优点:
● 绝大部分情况,采用号隔离器+非隔离卡件比采用隔离卡件便宜。
● 号隔离器比隔离卡件在隔离能力、抗电磁干扰等方面性能更加优越。
● 号隔离器应用灵活,而且它还有型号转换和 号分配功能,使用起来更加方便。
● 号隔离器通常有单通道、双通道、一入二出等通道形式,通道间相互完全独立,构成系统的配置、日常维护更加方便。
2 仪器结构与测温原理
2·1 测量原理
如图1所示,反射镜与探测器对称地置于待测表面法线的两侧。当反射镜不起作用时,探测器接收到的辐射能P1为
式中:D为光瞳口径,f′为光学接收系统的焦距,τ0为大气的传播系数,A为探测器的灵敏元面积,η为调制盘的调制系数,ελ为温度为T的待测目标在波长λ处的发射率,Lλ为温度为T的黑体在波长λ处的辐射出射度,τλ为光学系统对波长为λ的光的总透过率。
当反射镜起作用时,反射镜将红外辐射反射回待测区域的单色辐射能为
并结合式(1)或式(2),即可求出待测表面的温度。式(6)中,h为Planck常数,k为Boltzmann常数,c为光速。
2·2 仪器结构
该仪器主要由光学接收系统、号放大与处理系统及显示系统三部分组成。工作时,接收镜头接收到的光号(P1、P2),经窄带干涉滤光片滤光后,再经由PIN硅光电二极管构成的光电转换系统转换成电号。该号经前置放大、选频放大、脉宽压缩、模-数转换后送入8031单片机系统进行数据处理,计算出待测表面的发射率及温度。
电路中所需的各种触发与同步号,均由同步光电系统产生:透过调制盘上镶嵌的同步滤光片的光号,先经光电转换系统转变成电号,再经整形放大后送入8031单片机,适当延时后分别去触发、同步各个需要触发和同步的号。
调制盘的结构简图见图2。其中1、2、4号窗口贴的是波长为0·80μm的窄带干涉滤光片(带宽20nm)。3号窗口贴的是波长为1·00μm的滤光片,带宽约0·1μm(无严格要求)。5、6号窗口贴的是波长为1·00μm的滤光片(带宽也无严格要求)。调制盘的转速为1 200 r/min。
调制盘的具体调制情况如下:(1)当待测表面的光辐射透过3号窗口到达反射镜、并由反射镜反射后再次穿过3号滤光片回到待测区域时,1号窗口正对探测器。对于这种情况,反射镜不起作用。这是因为透过3号滤光片后又回到待测区域的光的中心波长为1·00μm,带宽约0·1μm。而1号窗口只能通过中心波长为0·80μm、带宽仅20 nm的光,因此探测器接收到的仅是“直射”能(P1);此时,由5号窗口透过的光辐射形成触发、同步号;(2)当待测表面的光辐射透过4号窗口到达反射镜、并由反射镜反射后再次穿过4号窗口回到待测区域时,2号窗口正对探测器。对于这种情况,反射镜起作用。探测器接收到的是“直射”能与“反射”能之和(P2);此时,由6号窗口透过的光辐射形成触发、同步号;(3)当待测表面的光辐射透过1号窗口到达反射镜时,3号窗口正对探测器。情况与(1)类似,不同的只是探测器接收到的是波长为1·00μm的光辐射。后续电路虽对该号进行放大处理,但因模-数转换电路没有触发号和同步号,因此不对其进行模-数转换;(4)当待测表面的光辐射透过2号窗口到达反射镜时,4号窗口正对探测器。情况与(3)类似,不同的只是探测器接收到的是波长为0·80μm的光辐射。后续电路虽对该号进行放大处理,但同样因模-数转换电路没有触发号和同步号,故不对其进行模-数转换。
受加工、装配工艺的影响,电动阀门普遍存在手动关严后电动打不开的现象,如通过上下限位开关的动作位置把电动阀门的行程调整小一些,则出现电动阀门关不严或者阀门开不展的不理想状态;把电动阀门的行程调整大一些,则引起过力矩开关保护动作;如果将过力矩开关的动作值调整的大一些,则出现撞坏减速传动机构或者撞坏阀门,甚至将电机烧毁的事故。为了解决这一问题,通常,电动门调试时手动将电动阀门摇到底,再往开方向摇一圈,定电动门的下限位开关位置,然后将电动阀门开到全开位置定上限开关位置,这样电动阀门就不会出现手动关严后电动打不开的现象,才能使电动门开、关操作自如,但无形中就引起了电动门内漏。即使电动阀门调整的比较理想,由于限位开关的动作位置是相对固定的,阀门控制的介质在运行中对阀门的不断冲刷、磨损,也会造成阀门关闭不严而引起的内漏现象。
2.4选型错误造成阀门的空化腐蚀引起电动阀门的内漏
空化与压差有关,当阀门的实际压差△P大于产生空化的临界压差△Pc、并在出口压力P2≥Pv时,就产生空化,空化过程中气泡破裂时释放出巨大的能量,对阀座、阀芯等节流元件产生巨大的破坏作用,一般的阀门在空化条件下多运行三个月甚至更短时间,即阀门遭受到严重的空化腐蚀,致使阀座泄漏量高可达额定流量的30%以上,这是无法弥补的,因此,不同用途的电动门都有不同的具体技术要求,要按照系统工艺流程来合理选择电动阀门至关重要。
2.5介质的冲刷、电动阀门老化引起的内漏
电动阀门调整好后经过一定时间的运行,由于阀门的气蚀和介质的冲刷、阀芯与阀座产生磨损、内部部件老化等原因,则会出现电动阀门行程偏大、电动阀门关不严的现象,造成电动阀门泄漏量变大,随着时间的推移,电动阀门内漏现象会越来越严重。
3 应有高科技解决电动阀门关不严、内漏问题
目前,随着电力工业的高速发展,200MW、300MW、600MW、100MW等大容量、高参数机组相继投入运行,在电网中发挥了主力机组的作用。在厂网分开,独立经营的情况下,减少非计划停机次数,提高机组等效可用系数,节能降耗,减人增效,改善机组运行环境,提高经济效益,确保主、辅设备在佳状态下运行,是各个发电公司所追求的目标。
在火力发电厂中电动阀门设备随小,但与机组的、稳定、经济运行密切相关,电动阀门的长期内漏不仅造成大量能源的浪费,而且直接影响机组的经济效益,如用于汽机本体电动阀门疏水时,由于电动阀门的内漏可能造成凝汽器真空降低,当凝汽器真空低于设计要求时,将直接影响机组的经济性和性,据计算,300 MW机组真空每下降1kPa,煤耗率增大2g/kWh, 出力下降2.2MW以上,因此,研究更加行之有效的可靠方法,来、推迟、解决新建机组和改造以投产机组原有电动阀门的内漏问题,是发电厂用户和电动阀门生产厂家都非常关注的课题。
针对电动阀门关不严、内漏的难题,我们与辛集市申科自动化仪表有限公司合作,共同开发电动阀门控制装置,在构思和设计时充分体现了超前意识,充分考虑到安装、改造、调试、维护等管理的实施,秉承装置简单实用,标准化程度高、模块化、模拟力矩、互换性好,安装、调试方便,免维护的设计思想,成功的研制了ZWD-05B智能定位器控制装置,通过电厂试验,彻底解决了电动阀门关不严、内漏的难题。该控制装置具有如下特点:
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