共模干扰对模拟量输出控制模件输出回路的影响分析及其解决办法
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文章编号:10072290X(2005)0420029203
共模干扰对模拟量输出控制模件输出回路的
影响分析及其解决办法
刘珂1,王琦2
(1.广东省电力工业学校,广东广州510520; 2.广东省电力试验研究所,广东广州510600)
摘要:由于IMASO11子模件欠缺抗干扰的设计,致使其输出回路受干扰时控制输出信号会出错。为此,阐述了IMASO11子模件输出回路的工作原理,并结合实例,对共模干扰信号使电路输出产生误差的现象进行了分析,给出了隔离干扰的方法,即在IMASO11子模件输出通道与执行机构的指令输入通道之间接入光电隔离器。
最后指出,在工业控制仪表和设备的设计中,抗干扰是必须着重考虑的因素。
关键词:分散控制系统(DCS);模拟量输出(AO)模件;共模信号;干扰
中图分类号:T K323文献标识码:B
Influence of common2mode disturbance on output circuit of analogue output
control module and solution to it
L IU Ke1,WAN G Qi2
(1.Guangdong Elect ric Power School,Guangzhou510520,China; 2.Guangdong Power Test&Research Institute, Gua ngzhou510600,China)
Abstract:The cont rol outp ut signal of IMASO11submodule will f ail under interf ere nce because of t he lack of a nti-interf erence design in t he submodule.In t his p aper,t he wor king p rinciple of IMASO11submodule outp ut circuit is exp ounded,and a n instance is cited f or a nalyzing t he outp ut error caused by common2mode disturbance signal.The use of a p hot oisolat or between t he outp ut channel of IMASO11submodule a nd t he inst ruction inp ut cha nnel of t he actuat or is suggested t o isolate t he interf erence.It is finally indicated t hat great atte ntion should be p aid t o interf erence p reve ntion in t he design of indust rial cont rol inst ruments a nd equip me nts.
K ey w ords:dist ributed cont rol syste m(D CS);analogue outp ut(AO)module;common2mode signal;interf ere nce
IMASO11子模件是贝利公司的分散控制系统(D CS)中用于模拟量输出的智能模件,该模件具有14路可组态的模拟量输出通道,输出信号为4~20 mA电流或1~5V电压可选,各通道采用了10位数字-模拟(D/A)转换器,电流精度可达±0125%,电压精度可达±0115%。该模件的输出通道被广泛地作为连续型调节门的控制指令输出通道,将来自操作台或调节回路的开度控制指令转换为标准的电流、电压信号,并传送给执行机构。
为了提高输出精度和便于主控制器实时监视模件各输出通道的状态,该模件各通道都具备Rea dB ack功能,即以读取输出反馈值的方法来修正通道输出值,相当于引入了输出值的闭环控制功能。当输出为电流信号时,通道通过测量整个输出回路的电流值来修正输出值的大小。该功能的出发点是不错的,但由于其电路欠缺抗干扰的设计,致使该模件在输出回路存在共模干扰信号时,会产生一定的问题。本文以湖南华润鲤鱼江发电厂300 M W发电机组中送风机和引风机入口调节挡板的控制输出回路为例,对IMASO11子模件在应用时
第18卷第4期广东电力V ol118No14 2005年4月GUANG DONG E LECTRIC POWER Ap r12005
收稿日期:2004209224
受到干扰而产生输出误差的现象进行了分析,并给
出解决的方法。
1 受干扰现象
鲤鱼江发电厂送风机与引风机的入口挡板控制
输出回路,其组成方式相同,都是通过IMASO11
子模件的输出通道来输出控制指令,且为电流输出
方式。在进行执行机构的远方操作调试时发现,在
屏幕显示器(C R T)上,入口挡板的开度反馈指
示与控制指令有较大偏差,稍低于10%。刚开始
以为是指令输出通道或反馈测量通道不准,反馈测
量通道经校验后证明为准确的;指令输出通道在断
开现场接线校验时准确,但将电流表由通道输出端
的“+”端串入整个测量回路测量时,发现输出电
流比指令偏小约10%,进一步测量输出通道对地
直流电压,约9V,且该电压来自执行机构。因此
怀疑该9V的共模电压对IMASO11子模件的输出
通道形成了干扰。
2 干扰作用分析
211 I MASO11子模件输出通道的工作原理
IMASO11子模件输出通道的电路如图1所
示。来自D/A转换器的输出指令经放大器放大后,
再经过输出级驱动,向现场设备提供1~5V的电
压信号或4~20mA的电流信号。