儀表自控系統(tǒng)的干擾及其防護措施

王毅 李江華(蘭州石化公司建設公司電儀安裝公司，甘肅 蘭州 730060)

0 引言

近年來，各類自動化、智能化技術高速發(fā)展，儀表自控系統(tǒng)的實際應用范圍也愈發(fā)廣泛，但基于其受多種因素影響均較為顯著，易引發(fā)的問題較多，所以，通過進一步的分析和研究，對相關的干擾因素、原因等進行全面、深入的了解，進而探尋出多種有效的防護措施，促使儀表自動系統(tǒng)可以更充分的發(fā)揮實效性十分必要。

1 研究意義

我國工業(yè)領域應用的儀表自控系統(tǒng)種類眾多，在實踐應用過程中，基于多種因素影響，誘發(fā)各類問題和事故的可能性也相對較高。企業(yè)生產(chǎn)過程中，促使儀表自控系統(tǒng)的實效性充分發(fā)揮出來，既可以促使企業(yè)更安全、有效的開展各項經(jīng)營活動，同時，對于優(yōu)化產(chǎn)品整體質量及生產(chǎn)水平等，促使企業(yè)市場核心競爭力及綜合實力增加均存在積極影響[1]。

但具體開展各環(huán)節(jié)生產(chǎn)操作時，因現(xiàn)場環(huán)境復雜性較高，再加上各種外界不可預知因素的影響，使得可對儀表自控系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的各類外界因素大幅增加，倘若此類因素無法及時通過合理、科學的方式，實現(xiàn)有效的處理和解決，不但會對儀表的正常使用造成較大影響，還會對相關企業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生較大影響，由此，針對儀表自控系統(tǒng)干擾因素種類、誘因及防護措施展開細化探究存在較高價值。

2 干擾因素種類

結合儀表自動系統(tǒng)受干擾原因分析，通?？蓪⑦@些干擾因素劃分為如下幾個種類：

(1)電磁干擾。日常生活中，很多區(qū)域周邊均存在電磁場，這兩者出現(xiàn)一定變化后，會對儀表自控系統(tǒng)造成較為明顯的影響，如在形成干擾電壓后，會對系統(tǒng)應用科學性造成嚴重影響。

(2)熱干擾。不論是針對元器件或者設備來講，運轉開始便會由于熱量的形成誘發(fā)溫度變化，同時，受外界環(huán)境因素波動影響，也會導致儀表和相關裝置內(nèi)的電路元件參數(shù)出現(xiàn)一定改變[2]。

(3)機械干擾。基于機械沖擊或者這類影響，儀表或有關裝置內(nèi)電器元件，會產(chǎn)生變形、振動的情況，從而會影響儀表指針，或者內(nèi)部連接線，使其出現(xiàn)變化，最終導致測量精準性大幅降低等問題產(chǎn)生。

(4)光干擾。陽光的照射是無法避免的，現(xiàn)階段應用的儀表自動系統(tǒng)內(nèi)部多安裝了大量的半導體元件，基于陽光照射影響，會導致其導電性能受到一定程度的影響，不僅會誘發(fā)電勢改變，且會導致電阻出現(xiàn)變化，最終會對系統(tǒng)的正常運行造成影響。

(5)射線輻射干擾。此類干擾之所以形成的主要原因為電磁波產(chǎn)生，和氣體電離等，會使得金屬難以發(fā)揮正常留住電子的作用，從而對系統(tǒng)造成一定影響。

(6)化學干擾。從字面意思理解，此類干擾即為化學用品或者其他存在腐蝕性等特殊性質的物品對設備造成影響，導致設備出現(xiàn)損壞等問題，無法正常應用。以化肥為例，成品化肥包裝所處環(huán)境通常較為惡劣，尿素粉塵四散，生產(chǎn)現(xiàn)場中應用的噴碼機線路板上通常會堆積較多的尿素粉塵，再加之環(huán)境濕度較大的影響，此類粉塵和水發(fā)生反應后，會生成腐蝕性較高的強堿性物質，并會誘發(fā)化學電動勢以及漏電等相關問題，導致噴碼機出現(xiàn)各類故障問題和損壞情況的可能性大幅提升。針對此類問題，可考慮對噴碼機進行保護裝置的設置并實施吹風操作，讓其內(nèi)部產(chǎn)生正壓，抵制尿素粉塵的入侵，避免由于粉塵和水反應，對自控系統(tǒng)造成不良影響。

(7)濕度干擾。相關因素多為外界因素，不論是濕度的提升或者降低，均會對電容量、電阻等造成較為明顯的影響，進而對系統(tǒng)應用整體水平造成較大影響。

3 誘因分析

了解系統(tǒng)干擾因素種類后，需要針對這些干擾的產(chǎn)生展開探究，根據(jù)系統(tǒng)受干擾誘因，進行了如下分析。

3.1 放電干擾

放電干擾具體可劃分成四個部分。

(1)天電、天體干擾。人類從事社會生活的載體為地球，許多事物都會難以避免的受到各類環(huán)境因素干擾，對于天電、天體的干擾來講，最多的即為外界因素干擾，基于概念層面加以分析，主要指的即為地震、雷電等自然災害產(chǎn)生時，引起的一系列空間電位和電磁波的改變，基于此形成的一些干擾影響[3]。

(2)電量放電干擾。此類干擾主要是基于變壓器和輸電線路產(chǎn)生的，此類設備是系統(tǒng)的關鍵構成部分之一，所以，此類干擾產(chǎn)生的影響會相對較為明顯，同時，電的釋放存在不持續(xù)的特點，極易引起脈沖電流，會對系統(tǒng)造成一定影響。

(3)火花放電干擾。此類干擾通常是基于儀器設備產(chǎn)生的，所形成電流、火花等，會對系統(tǒng)應用的實效性發(fā)揮產(chǎn)生較大影響。

(4)強光、輝光放電干擾。通常而言，放電管存在負組抗性，在和其他外部電路相連后，極易導致高頻震動現(xiàn)象出現(xiàn)，從而對系統(tǒng)造成影響。

3.2 電器設備干擾

針對這一方面而言，經(jīng)由細化分析，可分為感應干擾、工頻及射頻干擾三部分，其中，感應干擾主要指在應用脈沖發(fā)生設備或者電子開關的過程中，因電流的急速變化會產(chǎn)生不同電流產(chǎn)生，從而會導致感應電流形成；工頻干擾主要指配電線和系統(tǒng)，由于耦合形成的干擾；射頻干擾主要指個別電子設備形成的干擾，包括雷達、電視等。

4 防護措施

圍繞上述因素開展細化的干擾防護措施研究，以下針對相關防護措施展開細化探討。

4.1 濾波及電磁屏蔽隔離

實際開展系統(tǒng)防干擾相關操作的過程中，需要對如何有效發(fā)揮濾波措施實效性加以充分考量，究其原因，濾波措施對于弱化和消除干擾影響可發(fā)揮明顯作用，對于其在系統(tǒng)內(nèi)的實際應用。

(1)可基于其概念角度加以考量，濾波措施主要是基于噪聲及信號頻率分布，促使可響應頻道的濾波設備，和信號傳輸通道加以連接，盡量對所形成噪聲開展有效過濾，以實現(xiàn)弱化干擾影響的目的。

(2)基于生活實踐案例，驗證此類措施在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)揮的實際作用，生活水場內(nèi)的儀表波動，通常會選擇濾波電容法，但基于實踐效果分析，該方法取得效果并非十分明顯，主要是由于變頻設備內(nèi)的供電回路，形成了較為明顯的波動頻率干擾，為了促使具體應用過程中，可完全消除干擾因素導致影響，可選擇合成DCS 內(nèi)的UPS，在系統(tǒng)設置獨立的電源，以此達到消除干擾的效果[4]。

經(jīng)由這一生活實例，可了解到濾波措施在具體使用過程中，通常是于交流電源進線內(nèi)置放一個能夠起到防干擾作用的濾波設備，以實現(xiàn)避免交流電源形成噪音，經(jīng)由電源線路進入至電測儀器中的目的，經(jīng)由該措施的應用，可從某種程度上弱化干擾影響。

(3)還可以通過電磁屏蔽隔離的方式，實現(xiàn)弱化甚至消除干擾影響的目的。電磁屏蔽，主要指通過具備優(yōu)良導電性的材料，制作屏蔽層，利用頻率較高的干擾電磁場于屏蔽層中形成的我留磁場實現(xiàn)弱化高頻干擾磁場影響的目的，實現(xiàn)對干擾的有效抑制，將其有效應用在系統(tǒng)防干擾相關操作中，可取得較為優(yōu)良的效果。

(4)專項濾波設備可應用在儀表自控系統(tǒng)干擾防護過程中，例如，直流電源輸出濾波器：直流電源一般是多個電路共同的，為了弱化公共電源于電路內(nèi)產(chǎn)生噪聲耦合，可考慮針對直流電源，進行去藕濾波器和濾波器的安裝；對稱濾波器；為避免交流電源噪聲進入至測試設備中，可在交流電源進線處安裝防干擾濾波設備。

4.2 浮空接地措施

此處的浮空，主要指在系統(tǒng)實際應用過程中，針對輸入信號放大器公共線加以有效應用，讓系統(tǒng)不和大地或者機器進行連接，始終處在一種浮空的狀態(tài)下，以實現(xiàn)對各類干擾因素影響的弱化及消除，基于此類設備是儀表自控系統(tǒng)內(nèi)的關鍵構成部分之一，其中安裝了兩層絕緣屏蔽體，實際應用此類措施后，設備的輸入端不和大地或者機器進行連接，不會使得屏蔽層和大地間產(chǎn)生關聯(lián)，經(jīng)由此類方式的應用，可消除電位差對系統(tǒng)造成的影響，進而實現(xiàn)弱化干擾因素影響的目的。

接地，基于概念層面進行分析，即為阻斷干擾電流通路的一類弱化干擾影響措施，照比上述浮空來講，該措施能夠更好的彌補浮空措施應用后出現(xiàn)的各種弊端問題，需要關注的為，在浮空措施應用以后，并非可以實現(xiàn)絕對性的浮空，簡單來講，系統(tǒng)在應用了一定時間后，會產(chǎn)生浮空弱化干擾效果降低情況是必然的，但通過對接地措施的應用，在科學選用接地方式的同時，可實現(xiàn)對電容性耦合的有效抑制。

4.3 優(yōu)化人員業(yè)務水平

針對儀表自控系統(tǒng)開展的防干擾措施，還可通過如下幾方面加以考量：其一，不論就何種工作來講，實際開展階段，均需要工作人員的有效操作作為支撐，簡單來講，工作人員擁有的業(yè)務水平，可對相關工作發(fā)揮的實效性起到直接影響，由此，具體針對系統(tǒng)開展各環(huán)節(jié)防干擾操作時，不僅應重視嚴格控制人才選聘環(huán)節(jié)，即負責選聘人才的部門和人員，需要適當?shù)奶Ц唛T檻，并要設計多元化的人才選聘渠道，力求能夠通過相關操作的有效開展，促使后期開展的系統(tǒng)防干擾相關工作發(fā)揮出更高的實效性。

同時，也需要針對內(nèi)部人員管理提起高度重視，全方位強化各內(nèi)部人員教育培訓質量、嚴格性，促使相關人員均可以掌握各種新型的系統(tǒng)防干擾知識及相關技術，實現(xiàn)對人員綜合素質及能力的有效優(yōu)化。在具體開展培訓教育相關操作時，也應注重開發(fā)方式的多元化，例如可聘請業(yè)界知名的專家和學者等，到公司內(nèi)部進行講座或者授課，對于人員專業(yè)素質及業(yè)務水平均存在積極影響。也可以引導人員“走出去”，鼓勵其到相關的專業(yè)機構中進行學習和經(jīng)驗借鑒，以促使其更好的投入到自身工作中。

5 結語

綜上所述，儀表自控系統(tǒng)在我國當今社會的很多領域中，都具有較為廣泛的應用，發(fā)揮的作用和價值也多十分關鍵，基于多角度加以考量，通過多種科學有效的措施，確保此類系統(tǒng)能夠更充分的發(fā)揮實效性，對于推動各相關行業(yè)領域及社會整體性發(fā)展均存在積極影響。