開關量信號隔離器在鋼鐵廠除鱗系統的應用

江蘇安科瑞電器制造有限公司 范宏博

摘要：在鋼鐵生產線中，軋制是其中一項重要的加工工藝。通過軋制將金屬坯料進行延展和定型，滿足不同行業的使用要求。在軋制前需要進行除鱗，除鱗系統是通過高壓水形成扇形水束，噴射到鋼坯表面將氧化鐵層剝離。高壓水由高壓氣水罐提供，在工作過程中需要保持一定的水位，所以其水位值是一項重要監測參數。使用信號隔離器傳輸液位開關輸出的開關量信號，可以有效避免大多數信號干擾，保證整個除鱗系統的穩定性。

關鍵詞：信號隔離器；開關量信號；除鱗系統；信號干擾

0：概述

鋼坯在軋制工藝之前，需要在加熱爐中進行加熱，令其軟化容易進行加工。但是在加熱過程中，鋼坯表面會形成氧化鐵層。如果不進行清除，鋼坯在軋制咬入時易打滑或者氧化鐵層被壓入軋件表面，冷卻后導致表面形成不規則凹陷。所以需要除鱗工序，在軋制之前將鋼坯表面的氧化鐵層清除掉，保證軋件質量。除鱗工藝主要由高壓氣水罐產生的高壓水束，噴射到鋼坯表面達到去除氧化鐵層的目的。為保證除鱗效果，高壓氣水罐內需要保持一定的壓力。當其中的水位低于設定值時需要及時補充水，使用浮球杠桿式液位開關可以滿足監測水位的需求，通過干接點信號傳輸到控制器，將水位是否達到設定值告知系統進行補充水動作。鋼鐵廠設備眾多，環境復雜，干接點信號也易受到各種電磁干擾影響，使用信號隔離器可以有效避免上述問題，提高系統穩定性。

1：開關量信號

常見的開關量輸出傳感器有液位開關、物位開關、溫度開關等。當測量的物理量未達到傳感器閾值時，傳感器輸出一種狀態，達到閾值后輸出另一種狀態，常見的表現形式為干接點開關的斷開與閉合狀態。通過電路與其相連，檢測開關是否閉合就能得知對應測量的物理量是否達到閾值。

雖然開關量信號只有兩個狀態值，并且兩個狀態值之間的差異性很大。但是也會不可避免受到電磁干擾影響，輕則導致信號傳輸錯誤，重則導致相關設備損壞。在許多工業場景中有大型機電設備，不可避免的成為主要干擾源并影響信號傳輸。如何保護相關設備并保證信號傳輸質量顯得尤為重要。

2：常用解決方法

電磁干擾信號通過傳感器的外接信號線耦合到正常信號上，導致后端控制器接收到異常信號，造成控制器采集數據錯誤，甚至有損壞設備的風險。解決上述問題，可以在傳感器與控制器之間安裝信號隔離器。

的方式將傳感器的輸出信號經過隔離傳輸到控制器。傳感器與控制器之間形成電氣隔離，分別形成兩個獨立回路。若出現異常危險大能量信號，不能直接通過線纜到達控制器，保護控制器免受危險信號的影響。信號隔離器的輸入與輸出端口均有EMC防護電路，可以有效過濾疊加在正常信號上的干擾信號。

3：BM100開關量輸入信號隔離器

3.1概述

BM100開關量輸入信號繼電器輸出信號隔離器。接收干接點或NAMUR型接近開關信號，接收信號頻率≤10Hz，不能接收高頻信號。輸出繼電器(干接點信號)。繼電器外接電阻性負載，驅動能力有250V AC 2A或30V DC 2A，可以驅動部分小型設備。產品頂部有撥碼開關，可以根據需求令輸入與輸出同向邏輯或者是反向邏輯。同時具有故障檢測功能，檢測輸入的回路是否存在短路或斷路的情況。(NAMUR型接近開關信號可以直接使用，干接點信號需要在輸入端外接電阻實現)

BM100開關量輸入繼電器輸出信號隔離器接線圖

BM100系列開關量輸入信號隔離器外觀圖

3.2技術參數

4：結束語

開關量輸入繼電器輸出信號隔離器，通常使用在對開關頻率要求低，負載要求高的場景。其可以有效過濾大多數干擾信號，并保護相關設備不受危險大能量信號的危害。輸入支持干接點或NAMUR型接近開關信號，頂部有撥碼開關支持手動調整輸入與輸出同向或反向，以及輸入端電路是否進行短路或斷路檢測。客戶可以根據自身實際使用情況，進行選型與配置，保護相關系統正常穩定的運行。

參考文獻

[1]企業微電網設計與應用手冊.2020.6.

[2]李剛 吳秀杰.使用浮球杠桿式液位開關解決中型除鱗系統液位檢測問題.萊鋼科技,第2期(總第122期).