分析鋼廠自動化儀表的抗干擾策略

寶鋼股份黃石涂鍍板有限公司 楊璟虔

分析鋼廠自動化儀表的抗干擾策略

寶鋼股份黃石涂鍍板有限公司 楊璟虔

在鋼廠的生產車間當中，各種機械的運行，使得電磁干擾現象多發，嚴重影響到自動化儀表的運行，進而影響到鋼廠的正常工作，所以制定有效的抗干擾策略對鋼廠的運行具有重要的作用。本文進行分析鋼廠當中各種干擾自動化儀表正常工作的因素，確定針對性的抗干擾策略，使電磁的干擾效果得到有效降低，為人們進行處理鋼廠自動化儀表的電磁干擾提供有效的借鑒。

鋼廠；自動化儀表；抗干擾策略；電磁干擾

在鋼廠的生產車間當中，電磁具有范圍廣大、干擾效果強等特點，使得許多設備受到電磁干擾，影響到其正常運行，如在起重設備和軋鋼機當中的電機驅動裝置和電能變換部分，電磁干擾會影響到這些部分的正常工作，進而影響到自動化儀表的正常運行。所以進行探究自動化儀表的抗干擾策略對促進鋼廠的工作效率的提高具有重要的意義。

1 印制電路板的抗干擾策略

構成鋼廠自動化儀表的硬件組成中，印制電路板占據重要的位置，其可以進行連接各大重要電路器件，而印制電路板則可以有效表現出儀表的性能。在進行設計印制電路板的時候，其關注點多在如何減少占用的空間，保持布局的合理化上，而在電磁兼容性方面不夠重視，導致線路出現問題[1]。因此在設計印制電路板之時，需要完成這兩點：第一，需要進行有序處理印制電路板的元器件的安裝位置，使用處相同的傳統元器件可以得到有效擺放，使得各個元器件之間均可以保持獨立，避免產生運行干擾。在工作當中，可以按照電壓與電源的要求進行分組，并且按照數字和電流的要求進行第二次分組，使互相有聯系的元器件可以集中，并且使元器件方向可以保持相同。第二，需要注意加粗印制電源線與地線。這是由于如果印制電路板的電源線與地線過細，則電源線與地線當中的電阻會導致電源和電位產生變化，導致噪音的出現，因此需要將電源線與地線布設在印制板的兩面，保障線路的安全。

2 信號通道的抗干擾策略

輸出輸入接口是信號通道，其很可能會因為操作的錯誤而出現問題，進而影響到鋼廠自動化儀表的正常運行，因此需要按照鋼廠自動化儀表的特性，進行正確處理輸出輸入接口，降低對儀表的干擾。在日常工作中有幾種方法可以解決此類問題：第一是濾波法。在獲得信號的頻帶的情況下，濾波法可以有效減少噪音對儀表的干擾。并且在自動化儀表中采用濾波器是低通濾波器，因為在檢測當中發現，噪音處于高頻量的范圍，使用低通濾波器可以有效降低噪音。第二是隔離的方法。隔離屬于光電耦合模塊當中實施的，其依據有效的方法進行組合發電器件和光敏器件，而進行傳遞電信號的主要方法為光信號。通過這種方式可以避免電信號和共地點進行直接連接，對降低干擾具有重要的作用。

3 單片機的抗干擾策略

在工作當中可以發現，單片機應用系統通常由模擬電路與數字電路所組成，其通過線間耦合的方法完成串擾通路的要求，使得電路當中出現干擾，并且容易引發輻射，進而影響到電源的正常運行。因此在鋼廠自動化儀表中進行設計單片機的電磁兼容性之時，需要進行設計接地，不僅要使頻率和功率隔離可以適應單片機運行的需求，也需要保持接地安全。同時在進行設計電源的時候，需要根據單片機的要求進行選擇合適的電源，并且進行進行合理設計電源的特性。在進行選擇電源的時候，需要進行辨別電源是需要集中式供電還是分布供電，而且也需要進行確定是選擇電池還是整流電源提供電量。而在設計電源特性的時候，需要進行考慮電源需要何種功率裕度等。

4 模擬數字轉換器的抗干擾策略

在使用模擬數字轉換器的時候，如果存在明顯的干擾噪聲，但是進行檢測的時候，信號卻比較微弱，這種情況下會嚴重影響到模擬數字轉換器的正常運行。在鋼廠當中，其環境相對保持穩定，其主要干擾的來源是設備、引線等。對于這些情況，其解決措施為：第一要想減少高頻共模引發的影響，避免儀器受到干擾。需要在檢測到干擾信號頻率較高的時候，實施屏蔽保護，減少或者消除屏蔽體和傳輸線當中的共模電壓，使干擾信號無法順利傳播。第二可以采用浮地技術，將電流阻隔，使共模電流得以減少。第三需要可以使用電流取代電壓進行傳輸，這是因為電流穩定性更強，方便進行遠距離地傳輸，而且可以有效抵抗干擾，其傳輸效果明顯高于電壓傳輸。第四給傳感器進行適當改變，可以有效提高抗干擾的效果。比如可以在傳感器上使用轉換器和工藝進行集成，可以有效提高系統的抗干擾能力，提高線路的穩定性。

5 傳感器的抗干擾策略

在鋼廠工作當中，其所需要檢測的非電量參數存在許多的差別，因此其所選擇的檢測方法也明顯不同。而且就算選擇相同的檢測方法，其檢測的結果也會受到光監測器數量的影響。為了解決這些問題，需要選擇合適的傳感器。比如鋼廠儀表傳感器在使用的時候，其所處的環境有所不同，因此在進行使用的時候，需要仔細檢查周圍的環境，查看是否存在濕度、熱度、塵埃等方面的干擾。只有正確使用鋼廠儀表傳感器，才能有效對抗這些干擾，保障檢測結果的準確度。

6 儀表電源的抗干擾策略

在進行分析自動化儀表之后，其所具有的模擬電路多和數字電路共同存在，而且其電源的端口也非常容易遭受電磁的影響。為了降低各種干擾的影響，可以使用以下方法進行處理：第一，可以在電源的端口進行安裝濾波器，常見的電源線濾波器，其作用在于吸收低于30MHz頻率的噪音，但是脈沖干擾諧波的頻率多可以超過100MHz，所以在電源的端口進行安裝濾波器無法獲得預期效果。而儀表電源中裝入群脈沖干擾抑制器，不但可以有效抵抗高頻率的噪音，也可以二是往信號源反射低頻干擾信號，使脈沖群干擾信號得到有效控制，降低干擾信號源對自動化儀表的影響。第二，通過分離電路直流電源與數字電路電源模擬，以及不斷降低電路當中的電阻，可以有效減少數字信號對模擬電路的干擾，完成模擬電路運行的要求。第三，通過采用隔離電源的方法，也可以有效抵御干擾。這是由于自動化儀表所使用的電源電路使吸收干擾的主要途徑，從電源線上進行阻斷這一干擾，對提高抗干擾的效果具有重要的作用。

7 總結

目前在鋼廠的生產車間當中，存在大量的電磁干擾，嚴重影響了自動化儀表的正常運行，所以需要制定有效的措施進行阻斷干擾，維持自動化儀表的順利運行。在實際工作中，可以通過印制電路板的抗干擾策略、信號通道的抗干擾策略、單片機的抗干擾策略、傳感器的抗干擾策略、儀表電源的抗干擾策略等，使電磁干擾可以順利阻斷，提高抗干擾的效果，使自動化儀表得以正常運行，最終促進鋼廠生產車間的安全生產。

[1]劉彩霞,錢建國,張奎巖,劉曉丹.鞍鋼新4-#高爐PLC控制系統應用中的抗干擾方法[J].安全,2015(06):120-121.

[2]趙慶杰,儲滿生.電爐煉鋼原料及直接還原鐵生產技術[J].中國冶金,2016(04):88-89.

楊璟虔，寶鋼股份黃石涂鍍板有限公司電氣工程師。