安科瑞 徐涵

摘要：太陽能和空氣源熱泵結合能夠做到性能互補，一定程度上能夠緩解能源緊缺。而PLC控制系統在整個供熱系統中有著重要的作用。但由于現場環境等因素影響，上傳給PLC的模擬信號易受干擾影響，因此要在系統中接入信號隔離器。通過信號隔離器隔離的轉換可以有效減少干擾，從而達到提升效率，提高系統的穩定性和可靠性的目的。

關鍵詞：供熱；信號隔離器；PLC控制系統；抗干擾

0：概述

近年來，我國經濟一直保持著較快的增長速度，與此同時，能源緊張的矛盾也日益突出。我國能源相對不多，人均能源低于世界水平，另一方面，能源工業技術水平低，能耗高又加劇了國內能源緊張的局面。為緩解能源緊張的局面，太陽能的開發日益受到人們重視。太陽能熱水器產生熱水依賴天氣和日照變化，所以不能穩定提供熱水。而將太陽能和空氣源熱泵結合，可以實現太陽能熱水器和空氣源熱泵性能優勢互補。

其中，PLC控制系統在供熱系統中發揮著越來越重要的作用。PLC控制能夠快捷地監控每個節點的運行狀態，其工作的可靠性越發受到重視。信號干擾造成的PLC死機等故障不易排查和根除，增加了設備運行的故障率，降低了設備作業效率。因此，最提高設備的抗干擾能力尤為重要。

1：供熱系統控制過程與原理

系統顯示功能實現上位PC機有良好的人際溝通界面，保證工作人員可以更加直觀、清晰地了解和控制系統各工段處的工作狀態。監控系統的現實功能有溫度顯示、參數設置和數據處理功能，溫度顯示是系統溫測點分別通過PT100和測溫模塊檢測溫度。然后由485總線將數據匯總，PLC實時處理后，上位PC機通過工作人員實時掌握系統各工段處的工作情況。參數設定可以通過上位PC機完成，在上位PC機里，利用組態軟件規劃出所顯示的，由上位機與PLC通訊對PLC進行操作，就可以達到完全自動化。

水溫、水位等傳感器檢測到現場信號，通過信號隔離器隔離轉換為模擬信號傳輸至PLC，PLC進行信號處理將信號處理成CPU能夠識別的數字信號。PLC通過與設定值進行比較通過輸出接口電路控制信號轉換成現場電機的運行信號輸出，以驅動電磁閥等被控設備的執行元件。

圖1 電氣控制圖

2：信號隔離器在供熱系統中的應用

供熱系統中存在多種非電氣模擬量的測量和轉換，例如溫度、水位等，這些都需要通過模擬量信號變送器轉換為4~20mA輸出，在傳送至PLC進行分析。但在該現場環境大型設備較多，存在干擾。對于4~20mA傳輸來說，干擾的存在容易影響其傳輸精度，會導致系統接收到的信號和現場實際情況存在差異，致使系統沒有辦法下發準確的指令更甚者直接發送錯誤指令，使得太陽能加熱與空氣源熱泵配合出現問題，導致系統失靈不能有效傳輸熱水。

在PLC系統中加裝信號隔離器就能有效解決問題。信號隔離器切斷了傳導干擾的傳播途徑，減小設備直接連接的接地環路帶來的信號失真，提高了控測量精度和4~20mA 模擬量信號抗工頻電磁干擾的能力，保證了控制系統的穩定運行。

如圖2所示，經過信號隔離器的隔離轉換，4~20mA信號可以更加可靠的傳送給PLC系統，提高了系統的穩定性及可靠性，降低了設備故障率及損失，高效的同時也更加經濟。

圖2

3：BM100信號隔離器

3.1概述

BM100系列信號隔離器在工業生產中為增加儀表負載能力并保證連接同一信號的儀表之間互不干擾，提高電氣性能。BM100信號隔離器輸入支持三種輸入模式，兼容傳感器的三種接線方式，將輸入信號進行隔離輸出，輸送給二次儀表或PLC/DCS使用。

BM100系列信號隔離器外觀圖

3.2技術參數

4：結束語

太陽能與空氣源熱泵系統應用PLC控制技術，并加裝信號隔離器進行信號傳輸，使得系統在功能性、穩定性以及可靠性上有了顯著提高，同時，監控系統的操作更加簡單快捷，調試和維修也更加方便，一定程度上實現了節能的目標。無論從經濟還是實用性而言，信號隔離器都具有廣泛的推廣意義。

參考文獻

[1]企業微電網設計與應用手冊.2022.05.

[2]陳立定．電氣控制與可編程序控制器的原理及應用[M]． 北京：機械工業出版社，2004：121-140.

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