自动化仪器仪表安装的抗干扰措施

自动化仪器仪表安装的抗干扰措施

张庞，唐赛赛，温云腾 

国家管网集团华北天然气管道有限公司  天津 300450

摘要：在科技进步的今天，许多产业都开始运用自动控制来强化产品的品质，以提升企业的效益，石油化工领域也是如此，电力自动化仪表的应用日益广泛，本文对化工企业自动化仪器的安装过程中出现的各种扰动进行了分析，并对其提出了一些建设性的意见与对策。

关键词：电气自动化；仪表设备；化工企业

自动仪器是化学工业生产和运营过程中必不可少的一种仪器，具有高精度、高灵活性的特点，在设备的安装和调试期间，必须严格按照图纸上的规定来完成设备的安装和调试，但是有些企业在安装电力自动化仪器时，往往会受到各种干扰，从而影响其正常工作。

1化工电气自动化仪器仪表发展现状

随着我国经济和社会的迅速发展，化工产业已经成为国民经济中不可或缺的一部分。所以，要对化工、电力等自动化仪器进行科学、合理的安装与使用，尽量减少它们之间的相互干扰，保证其正常的生产与监测工作的正确性。在工业生产中，采用自动检测设备，可以很好地解决传统设备测量数据不准确的问题，该系统既能对生产过程进行自动监测，又能增强对自动装置的控制能力，现已广泛用于化工企业，电力自动化仪器的安装方式主要有如下几种：根据结构型式，可分为液压型和电控型，不论采用何种结构形式，都能准确、全面地采集和保存野外数据，提高采集效率。另外该方法还能有效地解决由于外界因素造成的测量误差，在设备运行时，工作人员无需通过繁琐的数据运算来对数据内容进行优化，从而增强了对信息的获取与利用效率，整体上提升了设备运行的效率与品质。

2化工电气自动化仪器仪表被干扰原因

2.1外界干扰

在化工行业中，电力自动化仪器仪表在运行时，会受到多种外界因素的影响，而这些外界因素中最为重要的就是设备故障与传输线。在电力系统中，一般都会在电力系统中引入外加磁场，对电力系统造成极大的干扰。就其来源而言，一般有如下几个方面：一是无线电频率的干扰，这类干扰一般是由于发射装置本身的特性，如结点、弧光等原因造成的。在这种情况下，电磁辐射会对电力系统造成很大的影响，并对电力系统造成高频干扰。二是工频干扰。是指在电力系统中，如变压器等，在工作时，因其所产生的电磁信号，会对周围环境产生严重的干扰。而且最后还会引起混乱。一般情况下，在电力装置运行时会产生一个磁场信号，在实际操作中，由于电流的大幅改变，将引起磁场的涨落。当信号强度较低时，由于耦合作用，就会出现感应扰动等现象。

2.2 干扰形式

在电力系统中，各种扰动因素都可能对电力设备的正常工作造成不良的影响。根据输入方式的不同，可以分为以下几种：一是电阻式输入法，这类失效输入的根本原因，是因为某些原因，造成测试导线与电源线间的漏电，由于漏电流的存在，会在周围形成不同频率的磁场，这给电力自动化仪器的安装带来很大的不便。二是电容耦合。造成这类干扰的最主要因素是线路间的误差，该现象一般是指由于静电而产生的干扰，故又称“静电耦合作用”，分析了干扰的发生原因，认为是由于在预安装时，干扰线路和测试线路交叉，在线路内形成了电容，在线路内形成了电场，引起了外界的干扰。三是感应失序现象。从物理原理上对引起两回路的感应现象进行了分析。如果一条线路在这个过程中出现了电流的改变，它就会引起另外一条线路的振荡，这就造成了干扰。四是阻抗耦合干扰较多。阻抗是在两个回路之间形成的，也就是说，当电流流经阻抗时，电压会持续下降，很容易相互干扰，引起电压的起伏。当多台设备同时使用相同的电源时，在传输时将产生阻抗，此时装置电流发生改变，将对周边其它装置造成影响，造成信号中断。

3 化工电气自动化仪器仪表安装优化措施

3.1 转变安装原则

在今后的工作中，需要有针对性的措施，将干扰的不利影响降到最低。根据干扰信号的生成情况，提出了对响应进行优化的四点对策：第一，将扰动源与线路连接起来；第二，必须立刻对极易受扰动的线路进行处理；第三，一定要保证扰动源与回路的耦合信道。第四，要保证以上各方面都能成功地执行，就必须加强对抗干扰原理的重视。在调试时，要尽量把间距拉大，尽量减小相互间的干扰，通过对干扰通路的直接分离，可以有效地消除干扰因子。为了减少对干扰因子的敏感度，也应该对接收电路进行优化，举例来说，为了降低干扰的不利效应，可以用高输入阻抗的电路来代替。

3.2 应用抗干扰技术

为了增强仪器的抗干扰性能，采用物理隔离技术是一种有效的方法。随着高新技术的发展，许多企业也采用了平衡、屏蔽等手段来改善信号的干扰。在使用时，物理隔离能将噪声干扰降到最低。其主要做法是利用电力设施对干扰源与线路的距离进行分析，并对其进行自适应优化。但在实际操作中，受设备结构及布线情况等因素的影响，往往难以实现最优配线，因而需及早对其进行系统分析。通常，若为弱信号线，则须小心铺设方式，尽量避免与强信号线平行。为防止安全隐患，在敷设时，不得捆扎多条缆线。另外在进行物理隔离时，也要注意公用地线的对齐，以保证其满足规范要求，均衡处理就是采用外在的方法对导线负荷的扰动进行自动补偿，以降低磁场对周围环境的影响。采用屏蔽技术，是指在技术运用时，利用金属或其它材料，把电磁导线的影响限制在一个合理的限度之内，或者阻止一些干扰因子进入到特定的区域，从而达到对干扰物与被测物体的信号隔离，从而保证仪器的测试工作正常进行。

3.3屏蔽干扰

为了增强仪表的抗干扰性能，屏蔽干扰是一种行之有效的方法，安装者应对不同材质的特性进行分析，特别是对材质的阻抗、磁学特性进行研究。一般采用低阻、弱磁的材料对干扰讯号进行屏蔽，并制造出防EMI的屏蔽设备，有源屏蔽与被动屏蔽是目前常用的两种方法，施工人员应根据施工需要，选用适当的方法，尽量减少对电磁波的干扰。在仪表的实际安装中，一般采用有源屏蔽的方式来确定干扰源的位置，为了阻止干扰信号的扩散，必须在干扰源及设备前面加装隔离设备。按遮蔽区域的不同，遮蔽模式可以分成全遮蔽与局部遮蔽，依据其安装目的来决定其遮蔽区域，例如，决定采用一种涵盖全部电器区域的全罩；采用部分遮蔽法，对电脑室中的重要元件进行辨识，并建立相应的防护措施。尽管各种屏蔽方法各有各的实现方法，但在实际应用时，必须特别注意对被保护对象的接地方案，若接地效果达不到设计要求，将会影响各种防护措施的作用。为此，在采取屏蔽措施前，应首先对被保护对象的接地状况进行检测，确认其满足保护方案执行的要求，同时对被保护对象的接地平面图进行适当的调整，从而为保护措施的执行创造有利条件。

结论

 采用抗干扰技术可以有效地克服外界因素对自动化仪器的干扰，保证自动化仪器的正确计量，保证了自动化仪器的安装工作。有关人士应该对技术领域中的最新研究结果进行重视，学习先进的技术应用思想，对化工企业中正在发生的变化进行调整，对干扰保护技术进行创新，以克服传统仪器安装模式的缺陷，让自动化仪器能够长时间稳定地工作，从而达到延长自动化仪器服务年限的目的。

参考文献

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