儀表自控系統(tǒng)的干擾及其防護(hù)措施

高松

中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司，中國(guó)·天津 300457

1 引言

近年來(lái)，隨著自動(dòng)化技術(shù)在中國(guó)各行各業(yè)中的普及應(yīng)用，目前，行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)朝著智能化的方向不斷前進(jìn)。而儀表自控系統(tǒng)在中國(guó)工業(yè)領(lǐng)域中具有較高的應(yīng)用價(jià)值，能夠有效地提升儀表控制的效率以及質(zhì)量。但是，自控系統(tǒng)由于受到多種外界誘發(fā)因素的影響，在控制的過(guò)程中，也可能無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的應(yīng)用價(jià)值，從而影響到企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。尤其是在生產(chǎn)企業(yè)的操作車(chē)間，由于現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境具有較高的復(fù)雜性，再加上各種不可避免的自然因素，導(dǎo)致儀表系統(tǒng)在工作的過(guò)程中受到外界各類(lèi)型因素的影響大幅度增加，如果無(wú)法采取有效的措施對(duì)其進(jìn)行防治，可能會(huì)影響到儀表的正常操作。因此，當(dāng)前尋找各類(lèi)型干擾儀表自控系統(tǒng)運(yùn)行的因素，并且采取有針對(duì)性的防治措施，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)意義重大。

2 干擾儀表自控系統(tǒng)運(yùn)行的眾多因素

2.1 機(jī)械干擾

由于受到機(jī)械沖擊等多種因素的影響，儀表自控系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)部電子元件可能會(huì)在沖擊的作用下產(chǎn)生變形或位移的問(wèn)題，從而導(dǎo)致儀表的指針或者內(nèi)部的連接部位出現(xiàn)不可控的變化，最終導(dǎo)致儀表測(cè)量的精準(zhǔn)度大幅度降低。

2.2 化學(xué)干擾

化學(xué)干擾主要是指生產(chǎn)加工過(guò)程中的化學(xué)物品對(duì)儀表設(shè)備造成的影響。在工業(yè)生產(chǎn)加工過(guò)程中，很多化學(xué)物質(zhì)具有一定的特殊性。例如，一些極具沖擊性傷害的化學(xué)半成品就可能會(huì)對(duì)儀表設(shè)備帶來(lái)消極影響，導(dǎo)致無(wú)儀表設(shè)備的內(nèi)部零件受到腐蝕，無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在化肥生產(chǎn)車(chē)間中，空氣中會(huì)存在大量的尿素粉在加之陰雨天氣下，化肥堆積，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境濕度較大，這類(lèi)型粉塵與空氣中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，就會(huì)形成具有一定腐蝕性的強(qiáng)堿性物質(zhì)，這些物質(zhì)接觸到電子控制盤(pán)，就可能會(huì)導(dǎo)致電路出現(xiàn)漏電問(wèn)題。除此之外，還可能影響到噴碼機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為了有效地防止化學(xué)腐蝕性帶來(lái)的設(shè)備干擾，必須要確保具備腐蝕性物質(zhì)的生產(chǎn)車(chē)間通風(fēng)性良好，這樣才能有效地抵制腐蝕性化學(xué)物品入侵到電子設(shè)備內(nèi)部，從而對(duì)儀表自控系統(tǒng)造成不可挽回的損害[1]。

2.3 電磁干擾

在工業(yè)生產(chǎn)加工過(guò)程中，生產(chǎn)車(chē)間周邊不可避免地會(huì)存在電磁場(chǎng)。如果電池兩級(jí)受到干擾，出現(xiàn)一定的變化后，就會(huì)對(duì)儀表自控系統(tǒng)造成較為顯著的干擾和影響。例如，兩極磁場(chǎng)轉(zhuǎn)變會(huì)對(duì)電壓造成干擾，從而影響到儀表自控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

2.4 光干擾

陽(yáng)光的照射是一種自然現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是不可避免的，現(xiàn)階段大多數(shù)儀表自控系統(tǒng)內(nèi)部都安裝了大量的半導(dǎo)體內(nèi)部零件，在運(yùn)行的過(guò)程中，這些半導(dǎo)體設(shè)備受到陽(yáng)光照射的影響，導(dǎo)電性能可能會(huì)有所下降，從而導(dǎo)致儀表表盤(pán)內(nèi)的電壓電流出現(xiàn)變化，影響到儀表設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。

3 防控儀表自控設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中干擾問(wèn)題的有效措施

3.1 浮空接地措施

在浮空接地措施中，自控設(shè)備既不與機(jī)器進(jìn)行連接，又不與大地連接確保輸入信號(hào)放大器的公共線(xiàn)始終處于一種浮空的狀態(tài)，從而有效地降低地面因素帶來(lái)的干擾。輸入信號(hào)放大器作為儀表自控系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的構(gòu)成部分，外層需要實(shí)現(xiàn)絕緣保護(hù)的重要功能。尤其是信號(hào)放大器懸空之后，信號(hào)放大器的輸入端機(jī)不會(huì)與機(jī)器連接，又不會(huì)與大地連接，這就使得信號(hào)放大器的外界屏蔽層與大地和機(jī)器之間不會(huì)出現(xiàn)相互關(guān)系，通過(guò)這種浮空的方式，能夠有效切斷電力設(shè)備系統(tǒng)對(duì)儀表自控系統(tǒng)帶來(lái)的影響，從而降低干擾的影響程度。而浮空接地措施中的接地，是阻擋外界干擾電流的一種有效的防控措施。接地措施相比浮空措施來(lái)說(shuō)，更加能夠彌補(bǔ)浮空措施在利用過(guò)程中防御性能不足的問(wèn)題。需要注意的是，當(dāng)對(duì)信號(hào)放大器采取浮空措施，浮空措施抑制干擾的效果就會(huì)出現(xiàn)明顯減弱的現(xiàn)象，這時(shí)需要合理地將浮空措施與接地措施融合應(yīng)用，在考慮到儀表自控系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀況的基礎(chǔ)上，選擇合理的抗干擾方式減少外界對(duì)自控系統(tǒng)帶來(lái)的干擾[3]。

3.2 濾波及電磁屏蔽隔離

采用濾波措施也是幫助儀表自控系統(tǒng)降低來(lái)自于外界干擾的一種有效措施，濾波抗干擾措施的主要原理就是考慮到影響信號(hào)的噪音頻率以及相關(guān)的區(qū)域?qū)蛹?jí)明確，不同區(qū)域?qū)蛹?jí)中噪音的頻率，從而將過(guò)濾設(shè)備應(yīng)用到通道中吸收噪音，這樣就可以有效地過(guò)濾噪音，從而防止噪音對(duì)信號(hào)傳輸系統(tǒng)帶來(lái)的干擾作用[4]。例如，我們生活中常見(jiàn)的水廠處理監(jiān)測(cè)儀表就可以應(yīng)用這種不規(guī)則波動(dòng)的措施。但是這種方法在自來(lái)水廠中的儀表盤(pán)抗干擾過(guò)程中卻沒(méi)有獲得理想的抗干擾效果，想要從根源上降低電力值的大幅度波動(dòng)對(duì)智能控制集成的消極影響，就應(yīng)該確保備用電源中電波的穩(wěn)定值，以此來(lái)降低供電回路中的電磁干擾。通過(guò)自來(lái)水廠中濾波抗干擾措施的應(yīng)用，我們可以發(fā)現(xiàn)，在通常情況下，濾波抗干擾措施需要在交流電路中插入抗干擾濾波器，以此來(lái)防止交流電路運(yùn)行過(guò)程中的噪音，通過(guò)電源線(xiàn)干擾到電子儀器內(nèi)部，通過(guò)這樣的濾波方法，能夠有效地降低噪音儀表自控系統(tǒng)帶來(lái)的干擾影響。除此之外，另外一種有效的方式為電磁屏蔽和隔離措施。電磁屏蔽隔離措施主要是利用具有導(dǎo)電性能的金屬材質(zhì)，作為外界保護(hù)層，通過(guò)金屬之間相互作用產(chǎn)生的電磁干擾漩渦，有效地抵抗電磁干擾對(duì)儀表自控系統(tǒng)帶來(lái)的影響。

3.3 優(yōu)化工作人員的專(zhuān)業(yè)水平

在儀表的自控系統(tǒng)防干擾措施中，還可以通過(guò)對(duì)人員專(zhuān)業(yè)技術(shù)的提升，有效預(yù)防外界干擾因素對(duì)儀表自控系統(tǒng)帶來(lái)的影響。工作人員對(duì)于自控系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)性認(rèn)知也在一定程度上影響著這項(xiàng)工作的順利開(kāi)展。工業(yè)企業(yè)在對(duì)外招聘人才的環(huán)節(jié)過(guò)程中，必須要有效地提升招聘門(mén)檻，在此基礎(chǔ)上，也要拓寬對(duì)外招聘渠道，確保在儀表自控系統(tǒng)的抗干擾工作中，能夠爭(zhēng)取到社會(huì)各方面的優(yōu)質(zhì)人才，從而為儀表自控系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供推動(dòng)力。尤其是要針對(duì)目前儀表自控系統(tǒng)工作過(guò)程中的干擾因素，必須要確保工作人員能夠掌握影響儀表自控系統(tǒng)的各類(lèi)型干擾因素，從而有針對(duì)性地采取相應(yīng)的防干擾措施。通過(guò)對(duì)儀表控制系統(tǒng)受干擾后的現(xiàn)象進(jìn)行觀察，在工作過(guò)程中，堅(jiān)持采用有針對(duì)性的抗干擾手段，有效地提升儀表自控系統(tǒng)的抗干擾能力[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，儀表自控系統(tǒng)目前在社會(huì)中的許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，其顯著的應(yīng)用價(jià)值對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展帶來(lái)了推動(dòng)作用。因此，要采用科學(xué)的防治措施，確保自控系統(tǒng)能夠充分地在企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮其應(yīng)用效果。