現場儀表的干擾及分析處理

齊志輝（中國石油大港石化公司，天津 300280）

現場儀表的干擾及分析處理

齊志輝（中國石油大港石化公司，天津 300280）

本文通過一個真實案例深入淺出地闡述現場智能儀表在運行過程中易發生的干擾，及分析、解決的過程。

干擾；聯鎖；控制系統

隨著科學技術的發展，智能儀表已廣泛應用于實際工業生產中，而工業生產的工業環境比較惡劣，各種干擾頻發，嚴重時會導致儀表測量不準，進而引發事故聯鎖、裝置被迫停工等嚴重后果。因此，為了保證儀表能夠可靠的運行，必須消除各種隱患及外界干擾。

1 案例簡述

我公司100萬噸/年柴油加氫裝置自開工以來，壓縮機0155-K-101A的機身振動測量值經常發生測量數值無規律跳變的問題，險些觸發4取2聯鎖停機，對裝置安全平穩生產構成潛在威脅。如果不能盡快查明原因很可能產生更大影響。一時間，破解振動值跳變難題成了大家的一塊“心病”。

2 查找問題原因

干擾來自于干擾源，它們在儀表內外都可能存在。在儀表外部一些大功率的用電設備以及電力設備都可能成為干擾源，而在儀表內部的電源變壓器、繼電器、開關及電源線等也均可能成為干擾源。

工業現場動力線路密布，設備啟停運轉繁忙，因此存在嚴重的電場和磁場干擾。而工業控制系統又有幾百乃至幾千個甚至更多的輸入輸出通道分布在其中，導線之間形成相互耦合是通道干擾的主要原因之一。

首先，排查人員首先按照常規慣例，對儀表本身、電線電纜、控制回路、控制系統組態等進行全面細致地排查，均沒有發現任何異常，經過對同類壓縮機振動監測方案進行比對分析，大家發現振動毫無規律性的跳變，受外界信號干擾的可能性較大。

對信號干擾引發跳變的判斷形成共識后，加緊排查干擾信號的來源就成為關鍵。在對備機進行試驗、排查信號來源的過程中，大家用對講機內外溝通信息時，出現振動跳變聯鎖停機。這一現象引起大家的分外警覺，一個大膽的設想跳了出來：是不是因為對講機的信號對壓縮機的振動值產生干擾？這一發現讓在場的每個人都無比激動。

于是，在采取保護措施后，排查人員對備用機進行了對講機信號干擾測試。經過反復測試，證明了他們的推測是正確的。對講機的信號強度、距離等因素均對振動產生影響，致使其跳變，強烈時能導致聯鎖停機。

在試驗過程中，測試人員發現：對講機待機、無人講話狀態對振動無影響；對講機在振動探頭2米范圍以外使用無影響，1米范圍內影響較大；對講機在振動探頭20厘米范圍內使用能達到聯鎖值，且該范圍與對講機電量有關系，電量越足輻射越大，影響距離就越遠。

進一步分析發現，對講機的射頻電磁波，能使壓縮機儀表元件金屬部分的磁通量發生變化，在儀表元件中產生感應電壓，與儀表電壓信號耦合，從而對儀表產生干擾作用。

排查人員還通過查看視頻監控、詢問崗位人員等途徑，對發生振動跳變當日，是否有員工在探頭附近使用對講機進行了調查，經過驗證振動跳變時確有員工在探頭旁使用對講機，時間恰好吻合。

通過以上試驗，排查人員得出結論：該機組（0155-K-101A）的振動傳感器跳變與近距離使用對講機有關。這一試驗，為全面徹底消除公司同類壓縮機振動跳變隱患提供了重要依據。

3 解決方案

壓縮機振動跳變的原因終于查明了，排查人員通過比對發現，柴油加氫裝置所使用的壓縮機在設計上存在以下缺陷：SA6200A-211型振動傳感器輸出的毫伏級電壓信號較弱，極易受到外界感應電壓的干擾；其采用密封插銷式接線方式，無法與金屬穿線管連接，致使一段傳感器延伸電纜未被屏蔽保護；屏蔽電纜采用單股金屬絲纏繞，致使電纜屏蔽效果較差；ME?TRIX5535-102型振動變送器輸出的4-20mA信號對應的是振動峰值，且沒有高、低通濾波器，容易將干擾信號直接輸入機組控制系統。

在全面弄清外界信號對壓縮機振動干擾的機理后，排查人員立即通知生產車間編寫操作規定，對執行此類壓縮機操作時對講機使用進行了規范，要求崗位員工在距離壓縮機2米以外使用對講機，避免對講機信號影響壓縮機振動跳變，立即下發到車間班組執行，并第一時間制作臨時屏蔽器具，利用金屬絲網對振動探頭進行電磁屏蔽處理，及時安裝在壓縮機上，并對屏蔽效果逐一進行了測試。驗證結果顯示，利用金屬絲網對振動探頭進行電磁屏蔽處理后，對講機信號不再引起機身振動值跳變，確保壓縮機在正式屏蔽器安裝前運轉安全。

4 結語

化工裝置現場儀器儀表工作環境復雜、惡劣，周圍存在著各種干擾源。儀表在設計和使用時，要充分考慮工作環境的干擾因素，采取有效措施，確保安全生產。

通過此案例，不但使得大家重新認識到，外界信號干擾對儀表信號和系統的影響，而且，還從根本上徹底解決了這一長時間困擾大家、嚴重影響裝置安全平穩運行的難題，更為今后公司采購設備、審核設計、技術談判等提供了重要參考。

［1］《電子控制設備抗干擾技術及應用》.張松春，竺子芳.趙秀芬主編，機械工業出版社.

［2］《石油化工自動控制設計手冊（第三版）》.陸德民主編，化學工業出版社.

［3］《自動化儀表工程施工及驗收規范》（GB50093-2013）.

［4］《石油化工儀表工程施工技術規程》（SHT3521-2007）.

［5］《石油化工儀表接地設計規范》（SH/T3081-2003）.