继电器在化工仪表控制中的应用

继电器在化工仪表控制中的应用

刘焱鑫

久泰能源（准格尔）有限公司 内蒙古 鄂尔多斯 010321

摘要：近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。在科学技术迅猛发展的背景下，自动化控制技术也在化工行业获得了大规模使用，其中最具代表性与重要的就是继电器的应用与演变。本文就继电器在化工仪表控制中的应用展开探讨。

关键词：化工仪表；自动控制系统；继电器

引言

随着现代科学技术的不断发展和进步，自动化控制技术在化工领域中得到深入而广泛的应用 ，自动控制技术中最为原始和传统的就是继电器的使用和发展。

1 继电器组成部分

常用继电器是由线圈和触点两部分组成。在不同类型的继电器中加入不同型号的配件，能够有效地保证继电器电路的顺利运行。继电器的电路符号由一个长方形以及一组触点符号表示。如果继电器的线圈增多，长方形也需要跟着增加，同时为了有效区分，还需要在长方形内部或者是旁边标出相应的字符。

2 继电器工作原理

本文以和泉RJ系列IDECRJ2S-CLD-D24薄型功率继电器为例。它采用了高导电材料，确保即使在高电流下，也能具备稳定的通电性能，利用RC电路与二极管，抑制反动电势。继电器采用IDEC独自的复位弹簧结构，提高了机械部的使用寿命及信赖性，外壳的顶部采用了照明式结构，确保清晰的视认性。工作原理：IDECRJ2S-CLD-D24薄型功率继电器由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成。触点形式是两开两闭，下文中以一组为例进行介绍。如图1所示，触点3为动触点，触点2和触点4为静触点。在不通电的状态下，触点2和触点3为闭合状态，触点3和触点4为断开状态。当线圈两端（管脚1和管脚8）接入一定的电压后，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点3与静触点4吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置，使动触点3与原来的静触点2吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

图1 继电器工作原理图

3 化工仪表自动控制系统分析

化工仪表自动控制系统在实践运用中由许多部分共同构成，基于传感器作为核心，以变送器、显示器、控制器为载体控制装置运行。控制系统的传感器负责获取工艺装置生产数据信息，并进行测量转换；变换器负责传输所获实时数据信息于显示器，然后控制系统详细分析数据，并适度调整生产工艺。为了快速有效解决仪表自动控制系统实践应用中存在的故障，优化维护技术，需操作人员全面认识了解自动控制系统原理、性能、生产工艺等各个方面相关属性参数。

4 继电器在数字量回路控制系统中的应用

4.1继电器在数字量输入信号回路控制系统中的应用

在继电器中，DI信号大多体现在现场仪表获得的“1”或者“0”状态，比如马达的运作情况、现场/远程控制情况等。如今，论文以DCS控制系统为例，卡件的运作电势差均为24VDC，为了避免电气强电信号进入其中，设备作业者通常会利用安装继电器实现对卡件的有效保护。以下就电动机泵运作反馈信号作为实例，重点阐述DI信号在仪表机柜中继电器的接线方式。

4.2继电器在数字量输出信号回路控制系统中的应用

4.2.1继电器在湿接点DO回路中的接线

使用的很多电磁阀，信号线与供电线是同一组输入线。当操作人员给出得电指令时，现场电磁阀接收到工作电压并得电；当操作人员给出失电指令时，现场电磁阀接收到工作电压并失电，这种需要提供电源的设备接线称之为湿接点。下面就这类电磁阀设备为例，介绍继电器在仪表机柜内的接法。将继电器管脚8连接到数字量输出DO卡件的接线端子上，管脚1连接到24VDC电源负极，触点3连接到24VDC电源正极，触点4连接到现场电磁阀端子排上。当控制系统输出数字量信号“1”时，继电器线圈得电，使得触点3和触点4吸合接通，现场电磁阀供电回路接通，电磁阀得电，阀门打开；当控制系统输出数字量信号“0”时，继电器线圈失电，使得触点3和触点4断开，现场电磁阀供电回路断开，电磁阀失电，阀门关闭。该回路中继电器控制电磁阀供电回路的断开和导通状态，从而控制现场阀门动作。

4.2.2继电器在干接点DO回路中的接线

以大功率转动设备为例，其驱动电势差基本为220VAC，通常来说，均是由电气作业者控制设备的供应和切断，而仪表部门应该控制现场机泵的运作、关闭工作。此类不要求提供电源的设备接线，也就是人们所说的干接点，以下以这种设备作为实例，阐述其在仪表机柜中的接线方式。

5 化工仪表自动控制系统维护冗余技术分析

化工仪表自动控制系统运行过程，冗余技术的运用，在很大程度上提升了系统安全性与可操作性。(1)软件冗余。软件多重冗余的逻辑表决即冗余系统通过多数原则明确结论的具体过程与方法。通常情况下，表决方式主要有二选一表决逻辑、二选二表决逻辑、三选一表决逻辑、三选二表决逻辑。就三选二表决逻辑而言，在正常状态下，三块自动控制仪表状态都显示为1，只要其中任何两个自动控制仪表组合信号都为0，那么表决器便会直接命令执行器快速准确执行联锁动作。三选二表决逻辑是相对更为合理的选择，其不可以避免二重化系统无法辨别真伪的不足，任何通道不论出现怎样的故障，系统通过表决之后都可照常运行，从而促使其安全性与可用性处于科学合理的水平状态下。(2)硬件冗余。现代化通讯技术的快速发展在很大程度上促进了冗余技术升级优化，冗余技术包含在线故障检测技术，可发现故障、定位故障、隔离故障、告警故障。故障检测主要包含电源、微处理器、数据通讯链路、数据总线、I/O状态等等。而故障诊断包含自诊断与相互诊断，自动控制系统出现故障的时候，可无扰动自主切换。冗余技术不仅可帮助维护人员评估判断系统故障，方便及时维护，消除故障点，还可显著提升系统可靠性与稳定性，从而确保化工安全生产。

结语

综上所述，在化工仪表控制系统中，可以利用电磁继电器低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，实现远程监测和生产自动化。科学合理地使用合适型号的继电器，并且根据其属性特征选择不同的接线方式，不仅能够实现多种类型的控制方案，还能提高企业员工工作效率，减少安全生产事故，使企业在安全、高效、稳定的自动控制模式中提升经济效益。

参考文献

[1]宋延群.关于自动控制技术在化工领域中的应用分析[J].化工管理,2018(05):142.

[2]李伟.仪表自动化中继电器型开关量的探讨[J].科技创新导报,2018(23):75.