PA儀表在水泥工業(yè)使用中的干擾分析及排除

任國(guó)興

摘 要：在水泥廠的發(fā)展過(guò)程中會(huì)應(yīng)用Profibus-DP。在當(dāng)前諸多主流控制體系中，控制器和與之相應(yīng)的模件間的通信協(xié)議大部分是Profibus-DP，但是以PA為代表的Profibus總線協(xié)議會(huì)延伸到過(guò)程自動(dòng)化控制中，其參數(shù)具備全面性，自身容易維護(hù)的特征。與此同時(shí)，工廠提升了對(duì)信息集成的標(biāo)準(zhǔn)，促使PA儀表越來(lái)越受到關(guān)注與應(yīng)用。文章是針對(duì)PA儀表在水泥工應(yīng)用中存在的干擾，展開(kāi)的深入探究，并且尋求其排除措施，為相關(guān)人員提供參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：PA儀表；水泥工業(yè)；干擾分析；排除

PA的總稱是Profibus-PA，是一種現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，與一般的4mA-20mA儀表有明顯的差異性。PA儀表的顯著特點(diǎn)是，容易調(diào)試、信息量多樣、容易維護(hù)、不浪費(fèi)電纜等，但是也存在一定的不足，這主要是受到自身信號(hào)特征的影響。PA儀表傳送的主要是高頻數(shù)字信號(hào)，易受到變頻器的高次諧波與高壓配置的感應(yīng)電壓的限制，致使儀表不能正常有序的工作。

1 PA儀表與一般4mA-20mA儀表存在的主要差別

1.1 供電方法和布線上

PA應(yīng)用的主要是IBC1158-2 MBP-IS標(biāo)準(zhǔn)，兩根電線不但能夠傳輸信息數(shù)據(jù)，還能夠?yàn)閮x表提供電源。儀表工作務(wù)必要消耗的常量穩(wěn)態(tài)根本電流非常小，通常是毫安級(jí)別的，具體應(yīng)用在防爆場(chǎng)所，并且要符合石化、化工的需求，與此同時(shí)，PA儀器的布線較為單一、具有便捷性，只需要一根總線連接到電氣室中；普通的4mA-20mA儀表一般需要連接諸多電纜，操作程序較為復(fù)雜。

1.2 信號(hào)傳輸之間的差異

PA儀表應(yīng)用的是數(shù)字通訊方法傳輸測(cè)量的最終結(jié)果，可以讀取與配置儀表的具體參數(shù)，與此同時(shí)獲取較為豐富的數(shù)據(jù)信息，但是其本身無(wú)模擬信號(hào)輸出；4mA-20mA儀表，應(yīng)用模擬電流信號(hào)傳輸測(cè)量的最終結(jié)果，信號(hào)的主要內(nèi)容是測(cè)量數(shù)值，并無(wú)另外方面的參數(shù)。

2 探究干擾狀況及排除方法

2.1 干擾狀況

在投料生產(chǎn)中，預(yù)熱器上的數(shù)臺(tái)PA儀器信號(hào)會(huì)出現(xiàn)突然消失的狀況，時(shí)不時(shí)還會(huì)有大范圍故障信號(hào)出現(xiàn)。由于故障狀況是在同一時(shí)間出現(xiàn)的，所以將其定義為突然產(chǎn)生的干擾狀況。與此同時(shí)，窖尾車間只有一種干擾源，便是窖主傳電機(jī)，在這過(guò)程中，儀表工作都呈現(xiàn)正常的工作狀態(tài)，在歷經(jīng)檢測(cè)工作之后，儀表的連接不存在另外的干擾源，所以要把檢查目標(biāo)向車間外部轉(zhuǎn)變，在進(jìn)行系統(tǒng)全面的排查與對(duì)照后，找出了PA儀表大范圍出現(xiàn)中斷狀況，具體發(fā)生在原料磨車間的循環(huán)風(fēng)機(jī)變頻器啟動(dòng)之后的數(shù)秒范圍內(nèi)，根據(jù)上述探究與研析可以得知，出現(xiàn)干擾現(xiàn)象的主要原因是接地干擾。

通常狀況下，引發(fā)接地干擾的因素有兩種，一種是地環(huán)路干擾，另一種是公共阻抗干擾。地環(huán)路干擾的構(gòu)建主要受到兩方面因素的影響。其一，互聯(lián)配置在電磁場(chǎng)當(dāng)中，電磁場(chǎng)在“系統(tǒng)A與系統(tǒng)B相連接的地方”所構(gòu)建的環(huán)路中感應(yīng)，由此環(huán)路電流產(chǎn)生，成為干擾；其二，兩個(gè)系統(tǒng)的地電位有明顯的差異，構(gòu)成地電壓，在電壓的作用之下，“系統(tǒng)A連接系統(tǒng)B的地”所構(gòu)架的環(huán)路出現(xiàn)電流，地線上的電壓在另外功率非常大的用電器占用這地線時(shí)會(huì)出現(xiàn)非常強(qiáng)的電流，并且地線自身具備非常強(qiáng)的阻抗性，所以出現(xiàn)非常大的電勢(shì)差值，這樣，地線與電纜之間構(gòu)建的環(huán)路電流便作為了干擾。同樣都是干擾，公共阻抗干擾的主要原因是，兩個(gè)電路使用相同的地線，地線抗阻的出現(xiàn)，導(dǎo)致這其中的B電路的工作調(diào)節(jié)會(huì)影響A電路的電位。在數(shù)字電路中，信號(hào)自身有非常高的頻率，所以地線的阻抗也會(huì)升高，就會(huì)存在由于不一樣的電路共同使用相同的地線，由此有公共阻抗耦合干擾的狀況出現(xiàn)，公共阻抗的耦合的產(chǎn)生，使電路遭受巨大噪聲干擾，抗干擾的方法轉(zhuǎn)變成干擾的來(lái)源。

2.2 抗干擾的具體方法

2.2.1 降低或者消除地環(huán)路當(dāng)中的電流。首先，把一端的電路浮地，便能夠消除地環(huán)路電流，但是考慮到安全因素，通常不準(zhǔn)許電路浮地，這時(shí)便可把設(shè)備借助電感接地，由此，對(duì)50赫茲的交流電流裝備接地加抗阻便非常小，而對(duì)頻率非常高的干擾信號(hào)而言，裝備接地抗阻非常大，降低了地環(huán)路電流。

2.2.2 應(yīng)用光隔離器。另外的切斷地環(huán)路的措施是，使用光完成信號(hào)的傳送，這是解除地環(huán)路干擾最優(yōu)辦法。

2.2.3 應(yīng)用變壓器實(shí)現(xiàn)電路與電路間的連接，假設(shè)應(yīng)用磁路連接裝備，便可將地環(huán)路電流切斷，但是有一點(diǎn)需要注意，變壓器初次級(jí)的寄生電容依舊為頻率較高的地環(huán)路電流奉獻(xiàn)通路，所以，變壓器隔離的措施，對(duì)高頻地環(huán)電流不具備顯著的控制效果。

2.3 消除公共地線的阻抗

這樣便能夠降低公共地線之上的電壓降，以此有效控制公共阻抗的耦合。與此同時(shí)，借助接地途徑規(guī)避容易相互干擾的電路共用電地線，特別是弱電路和強(qiáng)電電路一同所使用。參照具體的探究能夠發(fā)現(xiàn)，減少地線阻抗的重點(diǎn)是減少地線電感，應(yīng)用扁平導(dǎo)體作為地線，并且把諸多距離非常遠(yuǎn)的并聯(lián)導(dǎo)體當(dāng)成接地線。借組改善優(yōu)化的方法規(guī)避公共阻抗超出標(biāo)準(zhǔn)高度的接地方式是，并聯(lián)單點(diǎn)接地，把電路參照弱、強(qiáng)模擬、數(shù)字信號(hào)等進(jìn)行歸類，之后在相同類型的電路內(nèi)部使用串聯(lián)單點(diǎn)接地，類型不一樣的電路使用并聯(lián)單點(diǎn)接地，在根本上除去公共阻抗。由此，可以規(guī)劃制作對(duì)應(yīng)的調(diào)整方案，譬如：把原料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)變頻器的近端與地面接近，但是需要重點(diǎn)關(guān)注變頻電纜的長(zhǎng)度，通?？刂圃?00米范圍內(nèi)，否則電機(jī)側(cè)的電壓出現(xiàn)低于標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，給電機(jī)的正常工作造成一定的負(fù)面影響，系統(tǒng)檢測(cè)PA儀表的信號(hào)，將可能存在的兩端接地消除掉，安裝有源終端電阻，除去通訊電纜中間的信號(hào)反射。經(jīng)過(guò)一系列的措施調(diào)整，儀表參數(shù)會(huì)恢復(fù)正常。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，文章針對(duì)PA儀表在水泥工業(yè)使用中的干擾，展開(kāi)了系統(tǒng)全面的分析，并且介紹了PA儀表與一般4mA-20mA儀表存在的主要差別、存在的干擾現(xiàn)象及具體的排除方法，為相關(guān)人員提供參考意見(jiàn)。

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