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1、2 二 。一 炼油化工 自动化 1 9 9 3越 本安传输 电缆分布参数探讨 一、概 述 据报导，自从本安 防爆 技术 的第一 次应 用，人 们就 意识 到 了传输 电缆对 系统 本安性 能有直接 的影响 特别是传输电缆的 自身电 容和 电感的储能对 系统点燃性能的影响。不 过，由于当时生产能力的限制，制 约了生产规 模 的扩大，致使本 安仪表与关 联设备 之 间的 电缆 长度 不可能很长 f 同时实践 也证 明 了这 些 传输 电缆 自身电窖和电感 中的储能还不足 以影响系统 的本安性能。因此，人 们对本安系 统 传输 电缆没有引起足够 的重视。近年 来，随着我 国危 险产业 生产规模 的
2、不断 扩大和 自动化程度 的不断提高，一方 面 使得 生产现场离控 制室越 来越 远 另一方 面 生产过程的检测与控制 系统也变得越来越庞 大，从 而导致 了系统传输 电缆长度 的大 幅度 增加，而且 实践也证 明了电缆长度 的增加 已 足以影响系统的本安性能。因此，有 必要 对本 安系统传输 电缆加 以深 入的探讨，以 引导 人 们认识并重 视这种影 响，确 保危险产业 的生 产安 全。二、电绩分 布参数的一般考虑 人 们在分析 电缆 自身分布电窖和分布 电 感 对本 安系统 的影 响时，习惯上都 是将它 们 视为 集中参数来考虑。尽管人 们已经认识到 长 电缆的放 电特性 不同于集 中元件
3、 的放 电特 性，且按集中参数考核是很傈守的，但是迄 今 为止 尚没有更合适 的方法。目前，以集 中参数 考核 电缆分布参数 的方法 已为世 界各 国防爆 检 验机 构 所 普 遍 接 受，如 美 国工 厂联 研会(F M)，德 国物 理技 术 研究 所(e T B)，英 国防 爆 电气设备审批局(a A S E E F A)等。1 电缆 分 布 电 容 电缆分布 电容反 比于芯线间距。电缆芯 间距离越小，即 电缆越细，电容越大；此外，电 缆 电容也随 电缆绝缘 材料 介电常数 的变化而 变化。仪表 电缆电容典型值为 6 0 o F m，一般 为 1 0 0 p F m，最大 的可达 2 0
4、0 p F m 由于 电缆 电阻对分布 电容 的影响很 小，故通 常不 予考 虑。实验表 明，只有当电缆长度大 于 l k m 时，电缆 电阻对分布 电容才产生徽小的影响。对 于一个本安 系统，当 电路具有 比较 高 的 电压(如 采用 2 8 V安 全栅)和 采 用细 长 电 缆 时，电缆 电容应 作为 主要考虑 的因素，尤其 是对 于用 于 C爆炸性环 境及 电缆长度大于 5 0 0 m 的情况，就应 I 起重视。2 电缆分市电感 电缆分 布 电感正 比于 电缆芯线 间距，因 此，电缆分布 电感随 电缆尺 寸的增大 而增大。在 通 常 情 况 下，仪 表 电 缆 的 分 布 电 感 为 0
5、 6 6 -I m，最大 的可达 1 0 5 H m。但是，电 感 为 l H m 的电缆通 常属 矿用电缆，不适用 于工厂过程 自动化控制 系统。1 由于一个电感 L中的储能是去，穰显 然 电缆分布 电感 中的储能 主要取决于流过 电 缆 中的 电流。众所周知，电缆 电阻正 比于电缆 长度，一根无限长的 电缆的 电阻为无 穷大，因 此流过 电缆 的电流近 似为零，即 电缆 电感 的 维普资讯 http:/ 第 2期 炼油化工 自动化 3 储 能趋于零；反之，由于 电缆 电感正比于电缆 长度，一报 长度趋于零 的 电缆 中的储 能也 为 零(如 图 1 所示)。由此可以看出，当电缆很 长 时，
6、如仍忽略 电缆 电阻，按集 中参数来考虑 电 缆分布 电感 中的贮 能将是很保守的。为此，通 常用一十被称为电缆 电阻 比(L )的参数来 替代分布 电感 参数。在一般情况 下，当电缆长 度较 长时，用 L 来描述 电缆分 布 电感对本 安性能的影响将更趋合理。经验 表 明，当 电压 较低、电缆 长 度 大于 1 0 0 0 m 时，电缆 电感是 要的不安全因素 图 1 电 缆 长度 与能 量 的 关 系 三 电缆分布参数的确定 随着本 安 防爆技术 应用的 I t益广泛，世 界上许多国家的专业科研人员都非常重视对 电缆分布参数 的研究。特别是原联邦 德国的 S e h e t d a t 等
7、专家对 电缆分布参数进行 了深入 细致的研究，获取了大量技术数据。然而遗憾 的是，目前在世界 范 围内尚没 有形 成一个 比 较完善的本安 电缆分布参数 的评定规范。然 而，为了确定 电缆分布参数，目前我们 尚可采 用计算法和测量法两种方法进行。1 计 算 法 电缆分布 参数是 电缆导 体间距、导体截 面、绝缘 护套 尺寸和绝 缘材料介 电系数 等 的 复杂函数。由于制造工艺条件 的限制，电缆的 不 同截面上 的导体 间距、导体截面、绝缘护套 尺寸 和绝 缘材 料介 电系 数等 不可 能 绝对 一 致。为了简化 问题，假设 电缆是均匀传输线，则根据 电磁场理论，二 芯 电缆 的分布 电容 C
8、和分 布 电感 L可近似按 下式进行计算：c 一 掣 垦(k m)lg 等 L一0 2 I n +0 0 5(mH k m)式 中s 导体闻的中心距离，mm；d 导体外径，mm D导体的绝缘外径，mm；e 绝缘 材料相对介 电系数。2 测 量 法 关 于 电缆分布参 数 的实验测量，目前 在 世界范 围 内似 乎 已有一十不成文 的规程，即 用一个 合适 的电桥来 完成 电缆分布 电容和分 布电感 的测定方法。这种方法规定，试样 电缆 长度为 1 0 m，且对于 电缆 电容 的测 定要求 电 桥工作 频率 为 1 1 0 k H z；对于 电缆 电感的测 定要求工作频率 为 k H z 由于上
9、 述测量方法 简单 易行，因而世界 各 国电缆制造厂商都按照这一方法测定 电缆 分 布 电容和分布 电感，并将测 得的参 数值纳 入 产品使用说 明书，以适应 电缆在本安 系统 中应用的需要。据 悉，我国国家级仪 器仪表 防爆安 全监 督检验站也正在着手进行 电缆分布 电容和分 布 电感测试技术的专题研究工作。3 多芯电缆分布参敷的考虑 在一般情 况下，当进行 现场 布线 时，往往 考虑敷设备用线。因此，本安传输 电缆通 常是 多芯 电缆。对于多 芯电缆分 布参 数 的确 定，一 方面 应考虑 电缆 芯 问的分 布参数值；另一方 面也 要考虑电缆芯 问或芯线与屏蔽层问可能产生 的短路故障 时的
10、分布参 数值，然 后取它 们的 最大值。如 图 2 a，b所示。设 供 电 电源 电压 为 U (V)，电流 为(A)，电缆 回路 分 布 电感 为 L (H)，电缆芯间分 布电容 为c(F)，则在正常情 况 下，电缆分 布 电容和分 布 电感 的储 能分别 为：一吉 W L：当电缆芯闻发生如图 2所示 的短接故障 维普资讯 http:/ 炼油化工 自动化 1 9 9 3 韭 时，电缆 中的储能分 别为：w 2 吉 删 C=2 L x()一 由此可 以看 出，当采用三芯 电缆，且 电缆 芯间短路 时，电缆分布 电容储能将增 加一倍；电缆分布 电感储 能将 减少一半，即此时 电缆 分 布电容增加
11、一倍 电缆分 布 电感减少一半。同理，如果二线供 电回路采用的是 芯 电缆，则 电缆可能的最大分 布电容将达到芯间分布 电容 的 倍 因此在进行 电缆敷设时，应特别 注 意备 用 芯线或 屏蔽 线 与在用 芯线 间的 绝 缘 以确保本安 系统安全。电啦放障对请蕾(分 布电窖)的嘭响 电藏-电藏，2 电褫 z)h电啦垃 对储瞻(分布电感)的蟛畸 圉2 四、本安系统允许电缆分布参数的确定 为 了确保本安 系统 的安 全运行，在进行 系统 布线 以前，我们 必须 首先 获知 本安系 统 允许 电缆分布 参数，然 后根据所 用电缆单 位 长 度 的分 布参 数来确 定 系统 允许 的 电缆 长 度。由
12、于 电缆单位 长度 的分布参数是一定的(必要 时，可按 前述 的计算法或测量法确定)，因此允许 电缆分布参数 的准确与否将直接影 响系统本安性 能。通常，要获知本 安系统允 许 电缆 分布参 数不外乎有两种途径。其一是可从 本安系统 认可文 件中得到；其二是可 以通 过计 算的方 法(能量 比较法或查最小点燃 曲线法)求 出。1 末安 认 可 文件 中的 数 据 按 照我 国本安 防爆 检验 的惯例，在进 行 关 联设 备(如安全栅)检 验认可 时，常在认 可 文件 中给出最高开路 电压 c、最大短路 电流 k、最大允许外接 电容 和最大允许外接 电 感 L J 四个参数。而在进行本安设备检验
13、认可 时，则通常采用 回路检 定的方法。一方面在认 可文 件中规定配套使用的关联设备的型 号规 格；另一方面还在 认可文件 中规定 系统允许 的电缆分布参数值。这就是人们常说的“联合 取 证，即 国际 上 常 称 的“系统 认 可(S y s t e m A p p r o v a 1)”。因此，我们在 进行本安 系统布线 时，只要仔细阅读安全认可文件，将本安 系统 传输 电缆分布参数控制在认 可文 件中规定的 允 许 电缆分 布参数 限 内(对简 单设 备只须将 电缆分布参数控制在相 应关联设备检验认可 时给 出的允许外接 电容 和电感参数限 内)。另 外 以原 联 邦 德 国 物 理 技
14、术 研 究 所(P T B)为 代 表 的 国际 权 威 检 验 机 构，根 据 E C 3 1届技 术委 员会第 9工 作 组发表 的一 种最新 主张，即本质安全 型设备在安 装方 面 应具有广泛 的灵活性的精神要求，在按“系统 认可 方式进行本安设备检验 的同时，研究开 发 了一种 叫做“整 体 认可(E n t i t y A p p r o va1)的检验方式。其核心思想是，无论对于本安设 备还是关联设备，都 可以单独取得合格证书；同时在检验时分别考虑两个故障。依此，对 于 一个本安系统，相 当于考虑 的最多故 障数 为 4个。因此，从本安系统 角度考 虑，考 核要 求 提高 了。此外
15、，通过德国的长期实践，证 明了 这种认可方式的可行性 目前，这种认可方式 已经 广为各 国厂商、销售商、用 户和检验机构 所普遍接受。其 中美 国工 厂联研会(F M)已将“整 体 认 可”方 式 纳 入 了 F M 检 验 标 准(3 6 1 O)。标准规 定，对关 联设 备的检验应 在认 可 文件 中给出以下 4 个参数：a)最高开 路电压U b)最大短路 电流 c)最大允许外接 电容0。d)最大允许外接 电感L。维普资讯 http:/ 第 2 期 炼油化工自动化 5 相应 地，对于本安设备 的检验应 在认 可 文件 中给 出以下 4 个参数：a)最高允许 电压 一 b)最 大允许 电流，
16、c)最大内部等效 电容 d)最 大内部等效电感厶 这样，在进行系统设 计时，只要 比较关联 设备和本安 设备 的参 数，当它 们满足：和 k k时，用 户即可 以 自行将 它们 构 成本安 系统；在进行现场布线时，用户 只要 根 据 认可文件 中给出 的参 数，即可通 过下式容 易地推算 出系统允许 电缆分布参觌，L ：=一 E L。一 L 一厶 这 里要说 明，“整体 认可”规则在 我国 尚 不适用。其 主要原因是，与“整体认可”规则相 配套的技术规 范在我 国尚未形成。2 允 许 电 缆分 布 参数 的计 算 根据国家标准 GB 3 8 3 6 爆炸性环境用防 爆 电气设备 和 中华人 民
17、共和国爆炸危险场 所 电气安全规程(试行)的规定，凡属防爆 电 气设 备都必须经国家劳动安全部门指定 的检 验单 位认可后方可投入使用。因此，在一般情 况 下，本安 系统 传输 电缆允 许分布参 数都可 从 检验认可 文件(产 品使用说 明书)中得到，不须 由用户 自行设计计算。但是，为 了便于广 大技术人员进行本安 产品及 其系统的安全设 计，这里介 绍两种允 许 电缆分布参数 的计算 方 法。(1)能量 比较法 众所周知，对于各 类各级 别的爆 炸性 混 合物 都有其 最小点燃 能量，如表 1所 示。由于在与关联设备相连的本 安设 备及其连接 电缆 中存 在着 一定 的 电容和 电感 储能
18、 元件(包 括 电缆分布 电容、电感 和 本安设 备 内部等效 电容、电感 L-)，当它 们的储能达 到 表 1中相应类别、级 别爆 炸性气体混 合物 的最小点燃能量 时，电路 一旦发 生故 障，将导致点燃的危险。为此，我们必 须控制关联 设备允许外接 电容(=+q)和 允许外接 电感 L (一+L D，使它 们 的储 能分别 小于 相应爆 炸性气体混合物的最 小点燃能量。表 1 爆 炸性气体混合物量小 点燃麓量 类别 缎蹦 最小 点燃 能量 Wo，mJ 0 2 8 0 2 0 0 0 6 0 0 l 9 根据集中 电容和 电感储能公式：P o=WL 一u。关联设备 允 许外 接 电容 和允
19、许外接 电感 L。可通 过下式计算得到：2 P 畦 (1)L 2 W ，三 (2)另外，关于允许 电缆电感 电阻 比(L r)，可作如下推导。首先，为 了简化问题，假设所有 电感均 为 电缆分布 电感，即 厶=0。如图 3所示。由于 电缆电感正比于电缆 电阻和 电缆长度，设传输电缆 电阻 为 r，电缆 电感 电阻 比为 k，则 电缆 电感 L(一k r)中 的 储 能为：一 专 b()1 k 畦 r 2 (日+r)将等式两边对 r求导，可得；肌 警 根 据导 数理 论，当=0，即=R时，传输 电缆 分布电感 中的储能将达到最大。其 最大值为：=由于 一k-R 故=维普资讯 http:/ 6 炼
20、油化工 自动化 1 9 9 3篮 f 恃糖 电麓 囤 3：线 制 本安 系统 示 意 囤 根据爆炸理论，则有：一 利用式(2)，可将上式改写成 墨 即，允许 电缆 电感 电阻 比的最大值为(L )善 (3)或(L )一!(4)这 里要注意的是，上述 推 导将 所有的 电 感概为 电缆 电感，即式(3)，(d)是在本安设 备 内部等效 电感 厶 为零的情况下推出的 如果 传输 电缆很 短，主要电感是在 负载上，可同样 得 出上述类 似的结论。但是，此 时的 L r 值 不 是 电缆 电感 电阻 比，而是指本安传输 电缆和 本安设备总的等效 电感 电阻比。为此，针对 这种情 况 有时为 了便 于直
21、 接计算 出电缆 电 感 电阻 比(L 盈)，我 们也 可采 用下 列 计算 公式：L R o=等 式 中e 用火 花试 验装置 试验 出来的最 小 点燃 能 量 i 对 于 不 同爆 炸性 场所其值如下 I 50 1 0 J A 2 4 1 0一 J B 1 1 10 J I C d 1 0 一 J 风 电路 的最 小 电阻(不包 括 电缆)，0：最高开路电压，V；L 电路 的最 大 集 中 电感(不 包 括 电 缆)，H (2)查 曲线法 国家 标准 G B 3 8 3 6 4-8 3附录 A(图 1 图 8)，按 本安 电路 中是 否含 有镉、锌、镁、铝 材质，分别 给出了电阻、电容 和
22、电感三种基本 电路 各类、各级别 的最小点燃 曲线。我们可借 助于其 中的电容最小点燃 曲线和 电感最小点 燃 曲线，来确定关联 设备 的允许外接 电容 G 和外接 电感 L。其规 则是，关联 设备的 允许 外 接 电容 取规 定类级别 电容 最小点燃 曲 线 上 电压 为 1 5 U 所对应 的 电容值；关联 设 备 的允许外 接 电感 L _ 取 规定类级 别 电感 最 小 点燃 曲线上 电流为 1 5 所 对应的 电感值(注：这 里仅考虑 正常工 况下安 全 系数取 1 5 的 情 况，不 考 虑 取2 0 的 情 况，因 为 GB 3 8 3 6 4修改版 中 已将 正常工 况下的安全
23、 系数规定为 1 5。下同)。这 里要特 别说 明的是，在 确 定关 联设备 允许 外接 电容 和 允 许 外接 电感 L 参 数 时 应查用含 有镉、锌、镁、铝 等材质 的 曲线，固为电缆本身 防腐 蚀的需要，电缆 导体 中必 然含有镉 或锌 等。以上 介绍 的两种 计算方法，原 则上都 可 用来计算关联设备的最大允许外接 电容 和外 接 电感。但是它们在 实际应用 中都有一定的 局限性。在 一般情况下，应优 先采用 查 曲线 法，当要 查的电路参 数超 出了最 小点燃 曲线 范 围时，则 可考虑使用能量比较 法。一旦按上 述 计算法 确定 了关联 设 备允 许外接 电容 和外接 电感 厶
24、由于本安设备 的内部等效 电 容 G和 等效 电感 L 是一定 的，因此，只要 按 上述式(1)，(2)即可 求 出允 许 电缆 分布参数 C p 和 L 。为了便于理 解和掌握，下面 以两 个实例 来说 明二线和三线本安 系统的 C。，厶 和 L ,的计算。倒 1 如 图 3所 示。设关 联设 备最高开 路 电 压 U 一2 8 V，限 流 电阻 R的 最 小值 为 3 0 0 Q，则关联设备的最大 短路电流 L为：r，0 繁 赫 0 0 9 3 A 考虑 1 5 倍安全 系数，则 最小点燃 电流，为：维普资讯 http:/ 第 2期 炼油化工自动化，=1 5 1 一 1 5 0 0 93=
25、01 4 A 查 GB 3 8 3 6 4-8 3图 5C曲线 可 知，允许 外 接 电感 L一4 2 mH。同样，将最 高开路 电压乘 以 1 5倍安 全 系数，则最小点燃 电压 U为：=1 5 U=1 5 2 8=4 2 V 查 GB 3 8 3 6 4-8 3图 4 I C曲线 可知，允 许外 接电容 以：0 1 3 。另外根据公式(4)，允许 电缆 电感 电阻 比(L )一 为：(L )苴 =4 L，U =44 2 0 O 9 3 2 8 0 0 5 6 mH Q =5 6 u H Q 因此，对于 1 C爆炸性环境，上述关 联设 备 允许外接 电容 以 外接 电感 L 和 电感 电 阻
26、比(L r)分别为；以 一 0 1 3 F 厶 一 4 2 mH(L r)一 一 5 6 H Q 对于 I A，B爆炸 性环 境，通 常的规则 是 1 B和 1 A的允 许外 接参数取 I C的 3倍 和 8倍。例 2 如图 4 所 示。两个 正极性安全栅 向现场供 电，且有一根公共的 回流地线，其 中。表示 电缆等效 电阻。设安全栅的最高开路 电压 一3 3 V，安全栅 限流 电阻 R的最小值 为 0 5 Q，则安全栅 的最大短 路 电流，(考虑 A，B，C短 路 情况 下，公 共 回流 地 线 中的 电 流)为：警一 一-一 厂 考 虑 1 5倍安 全系 数，查 GB 3 8 3 6 4-
27、8 3图 8 I C(4 V)曲线，可知，L。一4 8 H。同样，按最高 开 路 电压 并 考 虑 1 5倍 安 全 系数，查 GB 3 8 3 6 4-8 3 图 4C 曲 线 可 知，达 3 0 0 0 u F以 上。关于多线 本安 系统 的 电感 电阻 比的计 算要 比二线 系统复杂，一般 不可直接运 用公 式。囤 4三线 制本安 系统示意 囤 对于本例情况，由于 已知：当 电缆阻抗等 于 源阻 抗 时，电源输 给 电缆 的 能量 最大，即 有：+专 一 鲁 要：2 1 6 Q 此时，回流地线中的电流，一等0 5 A。考虑 1 5倍 安 全 系 数，查 GB 3 8 3 6 4-8 3图
28、 8 l C (4 V)曲线，可知，L 一1 8 0 H。由于每一 回路的 实际 电阻 r为：r=2 r 一 4 3 2Q 故有=Q 五、提高本安系统允许电缩分布参敷 的 一般途 径 如前所述 本安系 统的允 许 电缆分 布参 数(，)，关联设备允许外接参数(C o，L。)和 本安设备 的内部等效参数(a，厶)间存在下列 关系：=以 一 a L 一 厶 很 显然，要提高本安 系统 允许 电缆分 参 数，可以通过提高关 联设 备允 许外接参数 和 降低本安设备 内部等效 参数 的方法来 实现。1 合 理 选 择 关 联设 备 要 提高关 联设 备的 允许 外 接 电容 和 电 感，其关键一 点就
29、是要根 据配套本 安设备 的 额定参数 选择合适参数 的关联设备。如与变 送器 配套的安全 栅，由于变 送器 额定工作 电 压为 2 4 V士1 O ，额 定工作 电流为 4 2 0 mA，相 比之下，选 择 U =2 8 V，一2 5 m A的 AF D-l 3和 L B 8 3 0 S安 全 栅较 选 择 如=3 5 V，=3 5 mA的 D F A 一 3 3 0 0安全栅更加合适。这是因 为 U ，k参数越大，其允许外接电容 和电 维普资讯 http:/ 炼油 化工 自动化 I 9 9 3年 感 厶 将受到更大的限制。2 抑 制 本 安 设 备 储 能 元 件 对 外 电路 的 影 响
30、 为 了 降低 本安 设备 的 内部 等 效 电容 和 电感 厶，应尽量 消弱本安设备 中各储 能元 件对 外 电路 的影响，以提 高本安 系统 允许 电 缆分布参数。对于 电路 中的 电感 元件，通常可 在 电感 储能 元件 两端 可 靠地并 接 合适 的 齐纳二 极 管、压 敏 电阻、二 极管等分 流元 件，以吸收 电 感的储 能。只要并接分流元件选择恰当，电感 对外电路呈现的 电感作用将大大降低。一般 分 流元件的动态 电阻越小，保护效果就越好。试 验表 明，并接二 极管的 电感元 件的等效 电 感 可减少到原 电感值的 l 1 0 1 l o o 同样，对于电容储能元件，可以通过并接
31、齐纳二极管、压敏 电阻、稳压 管、二 极管等 限 压元件 以限制 电容 两端 电压，或 串接限流 电 阻来 限制电容 的放 电速 率，从而达 到减小本 安设备 内部等效 电容 a 的 目的。但 是，由于 这些 方法在实际使 用 中具有 一定的局 限性，因此，另一种更有效的方法 常被 采用，即在本 安设备输入 端加上两个 串联 的正向 二极 管。这种方法 的应用不仅使本安 设备增加 了反极 性保护 的功 能，而 且 由于双 重化二极管 的作 用，彻 底地 阻断 了本安 设备 内部 电容对 外 电 路的放 电回路，从根本 上避 免了设备 内部 电 容对外电路的影响。此时设备 的内部等效 电 容可近
32、似 地认 为是 零，即 C 一0，因而 大大地 提 高了本安 系统允许 电缆分布 电容。六、结柬语 本 文对本安系统传输 电缆分布参数进行 了全面深入 的探讨。综上 所述 可见，本安系统 传输 电缆分布参数是决定系统安全性 能的重 要 因素之一。为 了便于我国危险产业 现场安 全 管理，确保 本安 系统安全运 行，笔 者 认为，当前应着重做好以下工作：(1)制订 本安 系统 用传输 电缆 专业 标 准；(2)编制 本安系统允许 电缆分布参数评 定 方 法 ；(3)完善 中华 人民共和 国爆 炸危 险场 所 电气安全 规程(试行)。参考文献 J Ro b m Ga r s id e，I n t
33、r L n s i c a l l y S a f e I 僻 u n kn诅t i 0 r L，(No I t h Ame r i c a n Ed i t io n)，I n s t r ame r n t S o c i e t y 0 f Ame r i c a 2 s a e 啦 o f e l e c t r j c I 啦 nu me t a f i in p o t 哪 t 曲 y e p lc e i v e a mr e s，Si m I 一，1 9 8 4 3 FM 3 6 J 0 CI n t f i J l s ic l l y e Ap p a r a t u s
34、a n d A 0 c Ap r a msf u s e din c la 罄】、I a n d I Dl v酬 o n 1Ha 强 r d o u$L o c ati o n s)，Fa c t c y M u t u a l Re s e a r c h Co r p o ra t i o n。】98 8 1 0 4 Er n e s t C，M a g bo n F 2e f r i c a l l n s t r u me m s i n H_ z a 州 o l l s L o c a t i o n s)，i v s t r u me n t S o c i e t y o f A
35、 m e r i e+1 98 0 5 李宝成等，防爆 电气技术与应用)，黑龙 江科学技 术出版社，1 9 8 5 (上 接 第 2 9贾)S I C-0 3 1的作用 是 电动 发 电机 未 超过 3 2 0 0 k W 时，它仅 作为汽轮 机 的负荷给 定值，控 制调 节汽 门的开度。如 果发 电功 率 超过 3 2 0 0 k W，则其输 出应减小，关小调节汽门，降 低汽轮机 出力。发 电功率 由功率变 送器 J T _ 0 5 1测得 O 5 V 涪号，经信 号转换 器 变成 4 2 0 m A信号送至S I C 一 0 3 1。其设定值可设定 为发 电机 的额定功率。当发电功率低于设
36、定 值时，不起发 电功率调节作用。当超过设定值 时，S I C 一 0 3 1 输 出减小，关 小调节汽 门开度。以上是笔者对吉化炼 油厂能量回收机组 自控方案 的介绍。此外还 有轴流压缩机的 防逆 流保 护系统；轴流压缩机 的入 口过滤 器控制系统；机组 的启动、运行、保护、停机 逻辑 控制 系统；润滑一 调节 油站控制 系统；动力油站控制系统；机组的轴振动、轴位 移监 测系统；机组 轴承温度和 电机 定子温 度监 测系统等，均是 由一台可编 程控 制 器完 成的。我 厂选 用 的是 S I E MA T I C s 5 1 1 5 U可 编程控 制器。它的输出联锁有关 的电磁 阀、调 节器、继 电器动作，并 出现声光报警及状态指 示。逻辑 控制 系统是 机组的 神经 中枢。s 5 1 1 5 U是 以模块 形式构成的，本机共使用 了 5 块 数字输入模 块、5块数 字输出模块、1块供 电 电 源 单 元(P S)和 一 块 中 央 处 理 单 元(C P U 9 4 2)。该控 制器 由专用 P G6 1 5型编 程 器，以语句表形 式编程。维普资讯 http:/