PA儀表在水泥工業使用中的干擾分析及排除

任國興

摘 要：在水泥廠的發展過程中會應用Profibus-DP。在當前諸多主流控制體系中，控制器和與之相應的模件間的通信協議大部分是Profibus-DP，但是以PA為代表的Profibus總線協議會延伸到過程自動化控制中，其參數具備全面性，自身容易維護的特征。與此同時，工廠提升了對信息集成的標準，促使PA儀表越來越受到關注與應用。文章是針對PA儀表在水泥工應用中存在的干擾，展開的深入探究，并且尋求其排除措施，為相關人員提供參考意見。

關鍵詞：PA儀表；水泥工業；干擾分析；排除

PA的總稱是Profibus-PA，是一種現場總線協議，與一般的4mA-20mA儀表有明顯的差異性。PA儀表的顯著特點是，容易調試、信息量多樣、容易維護、不浪費電纜等，但是也存在一定的不足，這主要是受到自身信號特征的影響。PA儀表傳送的主要是高頻數字信號，易受到變頻器的高次諧波與高壓配置的感應電壓的限制，致使儀表不能正常有序的工作。

1 PA儀表與一般4mA-20mA儀表存在的主要差別

1.1 供電方法和布線上

PA應用的主要是IBC1158-2 MBP-IS標準，兩根電線不但能夠傳輸信息數據，還能夠為儀表提供電源。儀表工作務必要消耗的常量穩態根本電流非常小，通常是毫安級別的，具體應用在防爆場所，并且要符合石化、化工的需求，與此同時，PA儀器的布線較為單一、具有便捷性，只需要一根總線連接到電氣室中；普通的4mA-20mA儀表一般需要連接諸多電纜，操作程序較為復雜。

1.2 信號傳輸之間的差異

PA儀表應用的是數字通訊方法傳輸測量的最終結果，可以讀取與配置儀表的具體參數，與此同時獲取較為豐富的數據信息，但是其本身無模擬信號輸出；4mA-20mA儀表，應用模擬電流信號傳輸測量的最終結果，信號的主要內容是測量數值，并無另外方面的參數。

2 探究干擾狀況及排除方法

2.1 干擾狀況

在投料生產中，預熱器上的數臺PA儀器信號會出現突然消失的狀況，時不時還會有大范圍故障信號出現。由于故障狀況是在同一時間出現的，所以將其定義為突然產生的干擾狀況。與此同時，窖尾車間只有一種干擾源，便是窖主傳電機，在這過程中，儀表工作都呈現正常的工作狀態，在歷經檢測工作之后，儀表的連接不存在另外的干擾源，所以要把檢查目標向車間外部轉變，在進行系統全面的排查與對照后，找出了PA儀表大范圍出現中斷狀況，具體發生在原料磨車間的循環風機變頻器啟動之后的數秒范圍內，根據上述探究與研析可以得知，出現干擾現象的主要原因是接地干擾。

通常狀況下，引發接地干擾的因素有兩種，一種是地環路干擾，另一種是公共阻抗干擾。地環路干擾的構建主要受到兩方面因素的影響。其一，互聯配置在電磁場當中，電磁場在“系統A與系統B相連接的地方”所構建的環路中感應，由此環路電流產生，成為干擾；其二，兩個系統的地電位有明顯的差異，構成地電壓，在電壓的作用之下，“系統A連接系統B的地”所構架的環路出現電流，地線上的電壓在另外功率非常大的用電器占用這地線時會出現非常強的電流，并且地線自身具備非常強的阻抗性，所以出現非常大的電勢差值，這樣，地線與電纜之間構建的環路電流便作為了干擾。同樣都是干擾，公共阻抗干擾的主要原因是，兩個電路使用相同的地線，地線抗阻的出現，導致這其中的B電路的工作調節會影響A電路的電位。在數字電路中，信號自身有非常高的頻率，所以地線的阻抗也會升高，就會存在由于不一樣的電路共同使用相同的地線，由此有公共阻抗耦合干擾的狀況出現，公共阻抗的耦合的產生，使電路遭受巨大噪聲干擾，抗干擾的方法轉變成干擾的來源。

2.2 抗干擾的具體方法

2.2.1 降低或者消除地環路當中的電流。首先，把一端的電路浮地，便能夠消除地環路電流，但是考慮到安全因素，通常不準許電路浮地，這時便可把設備借助電感接地，由此，對50赫茲的交流電流裝備接地加抗阻便非常小，而對頻率非常高的干擾信號而言，裝備接地抗阻非常大，降低了地環路電流。

2.2.2 應用光隔離器。另外的切斷地環路的措施是，使用光完成信號的傳送，這是解除地環路干擾最優辦法。

2.2.3 應用變壓器實現電路與電路間的連接，假設應用磁路連接裝備，便可將地環路電流切斷，但是有一點需要注意，變壓器初次級的寄生電容依舊為頻率較高的地環路電流奉獻通路，所以，變壓器隔離的措施，對高頻地環電流不具備顯著的控制效果。

2.3 消除公共地線的阻抗

這樣便能夠降低公共地線之上的電壓降，以此有效控制公共阻抗的耦合。與此同時，借助接地途徑規避容易相互干擾的電路共用電地線，特別是弱電路和強電電路一同所使用。參照具體的探究能夠發現，減少地線阻抗的重點是減少地線電感，應用扁平導體作為地線，并且把諸多距離非常遠的并聯導體當成接地線。借組改善優化的方法規避公共阻抗超出標準高度的接地方式是，并聯單點接地，把電路參照弱、強模擬、數字信號等進行歸類，之后在相同類型的電路內部使用串聯單點接地，類型不一樣的電路使用并聯單點接地，在根本上除去公共阻抗。由此，可以規劃制作對應的調整方案，譬如：把原料磨循環風機變頻器的近端與地面接近，但是需要重點關注變頻電纜的長度，通常控制在200米范圍內，否則電機側的電壓出現低于標準的現象，給電機的正常工作造成一定的負面影響，系統檢測PA儀表的信號，將可能存在的兩端接地消除掉，安裝有源終端電阻，除去通訊電纜中間的信號反射。經過一系列的措施調整，儀表參數會恢復正常。

3 結語

綜上所述，文章針對PA儀表在水泥工業使用中的干擾，展開了系統全面的分析，并且介紹了PA儀表與一般4mA-20mA儀表存在的主要差別、存在的干擾現象及具體的排除方法，為相關人員提供參考意見。

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