自動化儀表干擾原因及抗干擾策略的研究

趙玉杰

摘要：隨著化工企業不斷發展，在生產中不斷進行創新，逐步實現化工自動化，化工儀表就是最具代表行的化工自動化的產物，并且發話了極大的作用。本文通過對自動化儀表的概念描述，分析了自動化儀表的干擾原因，并提出了自動化儀表抗干擾的策略及方法。

關鍵詞：自動化儀表、干擾原因、抗干擾、策略

一：自動化儀表的概念和評價

自動化儀表，實際上是由若干個自動化元器件構成的具備一定自動化功能的儀器，其通常具有測量、顯示、記錄、控制、報警等功能，能完備地進行自動信息的收發、轉換以及傳輸、顯示等工作。從其自身看，自動化儀表是一個獨立的系統，但從整個工作體系看，自動化儀表卻是整個自動化系統中的一個子系統，其應用能在很大程度上提高化工企業生產效率。因為它減輕了化工企業生產工人的勞動強度，同時也提高了精度和可控性，符合數字化化工廠未來的發展方向。

自動化儀表技術的評價自動化儀表具有報警、控制、記錄以及顯示等功能的多樣化設備，自動化儀表作為核心部件，由顯示器、變送器以及傳感器組成，主

要的儀表有溫度、物料、流量、過程性自動化儀表，在冶金工業化運行中，溫度儀表主要是熱電偶和熱電阻等，特殊的電偶有防爆熱電偶、多點熱電偶、耐磨熱電偶等，壓力儀表主要對冶金壓力進行測量，冶金工業上使用的自動儀表有環保儀表、壓力儀表、工業自動化儀表、電工儀表等。環保儀表主要應用于環境監測和質量檢測。

二：影響儀表自動控制系統的干擾因素

1.電磁對儀表自動控制系統所造成的干擾

由于儀表自動控制系統所應用的信號為電信號，這就對周邊環境提出了較高的要求，若是周邊環境未達標準，那么就會致使儀表的數據出現異常，即周邊環境使得儀表自動控制系統受到了大量電磁信號以及無線電波的干擾，從而使得部分設備出現電磁畸變以及電感耦合的現象。電磁干擾是人們無法體感觀測到，所以對其的判斷往往難以進行。化工企業不能忽略這一干擾，這是由于電磁干擾對儀表自動控制系統的影響較大所導致的。電磁干擾不僅能夠影響儀表自動控制系統的數據準確性，嚴重的時候可能還會使得儀表自動控制系統出現損壞。所以，化工企業應當加大對這一干擾的重視程度，并且采取相應措施。

2.人員的操作行為及技術存在不規范

在化工生產過程中，會使用到各類復雜和精密的自動化儀表，對操作人員的專業素養要求較高，往往要求他們能規范使用，并在出現問題時能及時進行維護并排除故障。此外，還有一些自動化儀表在使用時就需要密切關注其運行情況，以備隨時更換元件，這就需要操作人員熟知所需更換元件的型號、類別等。若不清楚儀器的主要功能及注意事項，而將其錯位放置，這將會導致自動化儀表失常，使得儀表與參數嚴重不符，甚至讓儀表遭到損壞。不少操作人員在安裝時，單憑自身的經驗，而無視操作規程，造成儀表不能正常使用的情況時有發生，給化工企業的生產工作帶來了隱患。還有一部分操作人員因為專業性欠缺，在設置參數時不夠準確，在儀表運行時也未能及時發現，使得問題被擴大，儀表的內部元件遭到損壞，運行受到影響。還有一部分操作人員對維護技術的標準理解不夠深刻，重視不夠，執行標準打折扣，不能百分百地清理好電路板，這樣就會導致自動化儀表的運行處于不穩定狀態。

3.是干擾源的干擾機制

自動化儀表測控信號一般要傳輸弱點信號，所以，在傳輸過程中會受到磁場、電場干擾，干擾源主要包含裝置設備內的電器設備和動力電纜產生的輻射干擾以及儀表系統電源線、信號引線、接地等系統外引線的干擾。

4.其他

還有一些常見的影響因素，例如，化學電勢，由于金屬造成的，不同的金屬出現腐蝕或者熱電勢的情況下，處于電回路則會出現干擾，通常在接線端子板等易產生熱電勢，與化學電勢相近的是附加熱電勢，也是同樣的原理所產生的干擾。

三：自動化儀表抗干擾策略及方法

1.隔離法

隔離法主要是將儀表與放大器之間隔離開，一般講放大器浮空，采用絕緣材料將放大器墊起，為了避免儀表外殼與放大器外殼之間接觸，可以有效地切斷干擾電壓的泄漏。同時電源也會對儀表產生干擾，首先要將電源的輸入端加設具有隔離功能的變壓器，也是防止電源與儀表接觸增加干擾風險，隔離法是避免縱向干擾的有力方法。

2.提高操作人員的綜合素質

在自動化儀表故障的處理中，要尤其重視操作人員的專業性，加強對儀表操作人員的綜合培養，這在自動化儀表故障處理中是十分關鍵的。在自動化儀表操作人員的選擇上，要注重選擇熟悉儀表操作的專業性技術人員，以提升自動化儀表操作人員的總體水平。另外，數字化化工廠的管理者也須定期對自動化儀表操作人員進行培訓，其間還應根據操作人員的實際工作能力和狀態，在自動化儀表相關知識、安裝流程、注意事項等方面對其進行考核，以切實提高其技能，為數字化化工廠生產中自動化儀表的故障處理提供技術支持。

3.采用屏蔽技術避免干擾自動化儀表

因為受到電磁干擾影響，引起測量結果誤差過大，影響自控能力，嚴重出現儀器失靈情況，造成安全事故，一般可以采用屏蔽管對自動化儀表進行隔離，減輕電磁干擾影響，可以將金屬導線和電纜穿接在同一個屏蔽管中，減少干擾的情況，采用較好的屏蔽技術措施，能夠解決電磁干擾情況，提升自動化儀表的性能，實現自動控制和管理，達到較好的效果。

4.對電磁干擾信號進行屏蔽

由于信號干擾是看不見、摸不到的干擾，所以化工企業若是想要減少它們的影響，那就應當采用信號屏蔽的方式進行。化工企業應當引入先進的屏蔽設備，實現對干擾信號的屏蔽處理。通過儀器使得正常信號與干擾信號進行隔離，防止二者彼此產生影響，從而讓正常信號發揮自身的效用，實現對數據的傳輸。屏蔽設備主要包括電路盒子、信號線等，工作人員通過金屬導體將儀表自動控制系統包圍，能夠使得電流得到有效的抑制。通常來講，正常信號與干擾信號有著較大的差異，它們的電流性噪音超聲有所不同，所以化工企業應用這一方式，能夠有效實現對電磁干擾信號的屏蔽。針對儀表自動控制系統在應用過程中出現的靜電感應，化工企業也可以應用屏蔽方式進行解決，具體來講即對電纜進行屏蔽。

5.接地

對于自控儀表系統來說，合理的接地方式同樣是有效防止干擾的策略。所以系統的設計與施工過程中，就應該重視接地的作用，一般來說，自控儀表系統的接地方式有三種：第一種，單獨設置接地極;第二種，雖然設置接地極，并與電力系統相連;第三種，利用電力系統的接地極，對于這三種方式來說，并沒有優劣之分，具體需要做的就是在設計，安裝于運行的實際條件以及經濟條件等幾個方面進行綜合的考慮，只有這樣才能有針對性的做好防干擾措施，提高自控儀表系統的穩定性。

結束語：

儀表自動控制系統在工業生產中具有重要應用價值，化工企業應當針對其出現問題的干擾因素進行分析，同時也存在安全隱患，但是可以通過對儀表所處環境、存在的問題，針對性的運用解決的方法，即使現在有較完善的消除干擾的措施，但是目前不能從根本上完全解決干擾問題，只有不斷的優化和創新才能逐漸降低干擾。

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