石化自動化儀表抗干擾措施研究

曹學敏

摘 要：石化自動化儀表的結構比較特殊，在實際運行中，容易受到各種因素的干擾。為確保自動化儀表的可靠運行，應當采取有效的抗干擾措施。文章從石化自動化儀表的干擾分析入手，提出石化自動化儀表抗干擾措施，期望能夠對儀表的穩定運行有所幫助。

關鍵詞：石化;自動化儀表;干擾;抑制

石化工業在能源供應中具體不可替代的地位，正因如此，使得石化企業得到快速發展。為滿足生產需要，石化現場自動化儀表的數量不斷增多，但在使用中發現，自動化儀表很容易受到干擾，從而導致測量、控制精度降低，無法發揮出應有的作用。為解決這一問題，應當采取行之有效的抗干擾措施。

1石化自動化儀表的干擾分析

自動化儀表是傳統儀表的技術革新，它由若干自動化元件組合而成，自動化程度高、功能強大是其較為突出的特點，如測量、顯示、記錄、控制、報警等等。在石化領域中，自動化儀表現已成為不可或缺的部分，但由于一些因素的存在，使得自動化儀表運行中常常會受到干擾，影響了儀表的運行可靠性。生產現場對自動化儀表產生干擾的來源主要有以下幾個方面：電磁干擾、機械干擾、光熱干擾、濕度干擾、化學干擾、輻射干擾等等。對石化自動化儀表運行影響最為嚴重的是電磁干擾，大體上可將之分為兩個部分，即內部電磁干擾和外部電磁干擾。

1.1內部電磁干擾

石化自動化儀表的內容電磁干擾包括以下幾個方面：現場不同信號線之間產生的串擾，如耦合、互感或互容引起的噪聲等;多點接地形成的電位差;數字電路接地與模擬電路接地產生的影響。

1.2來自于外部的電磁干擾

石化自動化儀表會受到各種來自于外部的電磁干擾，具體包括：儀表周圍的電氣設備、高壓線路形成的電磁場;直流電動機、電焊機運行時產生的電磁干擾;接觸器的通斷過程;供電電源異常波動等等。

2石化自動化儀表抗干擾措施

為確保石化生產中，自動化儀表能夠始終保持穩定、可靠的運行狀態，應當采取行之有效的抗干擾措施，具體如下：

2.1優化設計

自動化儀表歸屬于控制系統的范疇，雖然該系統的規模有所差異，但結構卻基本相同。為使系統具備良好的抗干擾能力，應當在設計過程中采取有效的干擾抑制措施。如，對自動化儀表控制中心的位置進行選擇時，要盡可能避開強電環境，當必須將儀表控制中心設置在大電流、高電壓的環境當中時，應當對機房進行屏蔽設計。同時，可在條件允許的情況下，為自動化儀表提供單獨的供電回路，以此來減輕其它電氣設備啟停對電源產生的干擾[1]。此外，當自動化儀表需要對較遠的對象進行信號采集或控制時，應當在設計中采取隔離措施，切斷儀表與外界在電路上的聯系，達到減輕干擾的目的。

2.2干擾抑制

電磁干擾是石化自動化儀表的主要干擾源。因此，應當采取相應的措施對此類干擾進行有效抑制，為儀表可靠運行提供保障。在電磁干擾的抑制中，常用且效果較好的措施有以下幾種：

2.2.1隔離

①電氣隔離。這種方法常被用于信號傳輸路徑當中，經過隔離處理后，兩部分線路在電氣上處于無任何連接的狀態，信息通過其它方式進行傳遞。通過電氣隔離能夠對不等電位產生的干擾進行有效抑制。目前，隔離效果比較好的裝置有隔離變壓器、光電耦合器，具體可按實際情況進行合理選用。

②合理布線。對電纜進行敷設的過程中，應當確保布線的合理性，使信號線遠離干擾源。當石化生產現場內的動力纜與信號纜采用平行的方式敷設時，為避免干擾，兩條線路要保持一定的距離，若是需要交叉布置，則應當相互垂直。如果導線需要穿套管后敷設，那么應當將電源線與信號線分開布置。需要特別注意的是，數字與模擬信號的電纜不得同管敷設，以免產生干擾。

2.2.2電磁屏蔽

電磁對石化現場自動化儀表產生的干擾，主要是以傳播的形式實現。而屏蔽能夠將電磁的傳播路徑有效阻斷，這樣便可達到抑制干擾的效果。正因如此，使得屏蔽成為自動化儀表抗干擾的最佳途徑之一。電磁屏蔽的常規做法是借助金屬材料吸收或反射電磁波來抑制干擾[2]。如使用金屬將信號線包裹好，或是選用帶有屏蔽層的雙絞線。當信號線扭絞在一起時，信號回路的包圍面積會隨之減少，這樣一來感應電勢會大幅度降低。同時，兩根信號線與干擾源的距離基本相等，分布電容相同，經感應耦合后的差模干擾會大幅度減小。若是將屏蔽體加裝在干擾源的周圍，則可使干擾源被有效屏蔽，能夠使磁場對弱電信號的干擾得到有效抑制，進而提高自動化儀表的運行可靠性。

2.2.3濾波

對于用電設備而言，其電源通常都是來自于交流端，該端的濾波裝置可以對共模和差模干擾進行有效抑制，如電容電感濾波器。電源交流側引入的干擾以高頻為主，這個干擾的頻帶相對較寬，由于交流側在設計時采用的抗干擾措施只能抑制高頻不向外傳播，但卻無法完全消除高頻信號對自動化儀表系統產生的干擾。因此，針對直流信號，可在自動化儀表的輸入端上設置一個濾波電路，這樣能夠使混雜在信號當中的干擾衰減至最低程度，可將電容濾波作為首選，其對高頻干擾的抑制效果較好，并且還可能有效抑制諧波和雜波。

2.2.4接地

以電路作為立足點，電位的參考點為“地”，任何系統都必須有一個“地”。由于自動化儀表歸屬于系統的范疇，所以它也需要有一個“地”作為電位參考點[3]。通常情況下，低壓電網的電位參考點是大地，自動化儀表等控制系統的“地”以直流電源負極性端居多。通過可靠的工作接地，能夠達到自動化儀表抗干擾的效果。在石化生產現場，工作接地能夠使與DCS系統相連接的自動化儀表保持可靠的運行狀態，進而提高測量與控制精度。常用的接地方式有兩種，即屏蔽體接地和回路接地，可以將這兩種接地方式聯合使用，增強接地效果，解決干擾問題。

3結論

綜上所述，石化生產現場中的自動化儀表隨處可見，其已成為必不可少的系統之一。為使該系統保持穩定、可靠的運行狀態，應當對各種干擾因素進行分析，并采取有效的方法和措施，提高儀表的抗干擾能力，確保石化生產有序進行。

參考文獻

[1] 王永斌.石油化工裝置自動化儀表的安裝及調試技術[J].化工設計通訊，2020（7）：85-87.

[2] 馬靜，馬江山.石化行業自動化控制儀表常見故障分析及其處理[J].化工管理，2020（6）：73-75.

[3] 王欽墨.石油化工行業自動化儀表故障處理分析[J].中國石油和化工標準與質量，2020（5）：61-63.