分析水泥廠自動控制系統(tǒng)干擾的產(chǎn)生及解決對策

鄒政

（葛洲壩宜城水泥有限公司 湖北宜城 441400）

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，諸多生產(chǎn)建設(shè)企業(yè)都大力應(yīng)用電子自動化控制系統(tǒng)來進(jìn)行自動化生產(chǎn)建設(shè)。因此，電子自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用也日益廣泛。在水泥廠中，自動控制系統(tǒng)是否正常運行直接關(guān)乎企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營，在實際的生產(chǎn)過程中，我們或多或少的會存在著諸多的干擾因素導(dǎo)致自動控制系統(tǒng)發(fā)生故障，這樣將不利于企業(yè)生產(chǎn)效率的提高。本文針對水泥廠自動控制系統(tǒng)應(yīng)用的干擾源，對其防干擾控制方面進(jìn)行了相關(guān)分析與研究，運用科學(xué)、合理的防干擾優(yōu)化對策，為水泥廠自動控制系統(tǒng)整體運行的穩(wěn)定與順暢提供相關(guān)的參考意見。

1 水泥廠自動控制系統(tǒng)干擾的產(chǎn)生

1.1 電導(dǎo)耦合干擾

當(dāng)信號線間絕緣能力較弱，或者是其與電力線及設(shè)備間的絕緣能力變?nèi)鯐r，極容易發(fā)生導(dǎo)電，而此時的電源線或是電流輸出與輸入線等發(fā)生問題，會對控制系統(tǒng)造成一定的干擾。例如，電源線出現(xiàn)交流電而產(chǎn)生的高頻干擾，此干擾頻帶較寬，是電網(wǎng)大負(fù)載進(jìn)行切換時形成的。在電網(wǎng)中，時常會有負(fù)荷電或是可控硅進(jìn)行切換，切換的瞬間會產(chǎn)生電壓，致使電網(wǎng)的壓波發(fā)生變形。在此干擾中，電導(dǎo)耦合屬于其中的一種，又被稱為“地回路”。當(dāng)信號回路點接地時，大地將會變?yōu)榛芈返囊徊糠?，使得原信號受到干擾。如若發(fā)生雷擊電流或是接地故障，使得可能會引起檢控誤差的電位差出現(xiàn)，造成相關(guān)事故。在水泥廠自動控制系統(tǒng)中，電路之間普遍存在共用一個電源或接地線的問題，二者間產(chǎn)生的阻抗對自動控制系統(tǒng)具有干擾。

1.2 外部溫度濕度干擾

自動化控制系統(tǒng)含有較多精密儀器，其具有較強(qiáng)的敏感特性。長期將其放置于環(huán)境當(dāng)中，其會因環(huán)境中的濕度及溫度而受到不良的影響。在水泥廠生產(chǎn)的過程中，其生產(chǎn)環(huán)境的濕度及溫度一定會高于自然環(huán)境的溫、濕度，且其溫、濕度的變化較為頻繁。在此類易變的環(huán)境當(dāng)中使用自動化控制系統(tǒng)，必然會使得其操作使用的效果受到干擾，不利于人員對系統(tǒng)的操作與控制。如果控制系統(tǒng)長時間的處于高溫或者潮濕的環(huán)境當(dāng)中讓其進(jìn)行工作，既會使其外殼與內(nèi)部部分零件生銹，又會使得其內(nèi)部的電阻、電感、電容等受到損害，進(jìn)而直接影響到控制系統(tǒng)的正常工作。干擾相對較為輕微時，不會對系統(tǒng)的正常使用造成較大的損害，如若外部因素干擾過強(qiáng)，嚴(yán)重的情況下，會使得自動化設(shè)備將無法再進(jìn)行正常工作，甚至徹底地壞掉。

1.3 空間輻射所帶來的干擾

產(chǎn)生該種干擾的主要途徑主要來源于高頻感應(yīng)加熱設(shè)備、電氣設(shè)備自身暫態(tài)過程、各種電力網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?，這類輻射干擾的成分較為復(fù)雜其分布較廣。根據(jù)對自控系統(tǒng)儀表控制系統(tǒng)的影響分為兩類：①對儀表內(nèi)部進(jìn)行輻射干擾，通過電路感應(yīng)導(dǎo)致干擾出現(xiàn)，這會使自控系統(tǒng)中的很多電子回路工作發(fā)生問題，并且這種干擾影響的面積較大，此外，還會給通信線路和外圍設(shè)備造成一定的影響。②外部磁場產(chǎn)生干擾，這會使外部感應(yīng)的測量信號出現(xiàn)問題，要是感應(yīng)的信號較弱的話，外部干擾的效果還會更加明顯。空間輻射干擾所產(chǎn)生的原因與自控系統(tǒng)設(shè)備所在現(xiàn)場的布置和環(huán)境都有著一定的關(guān)系，其所在場地的布置和設(shè)備的電磁場和頻率都會直接產(chǎn)生干擾。

1.4 接地系統(tǒng)混亂干擾

正確的接地操作是提高電子設(shè)備電磁兼容性最常用，也是最有效的手段之一，規(guī)范的接地操作不僅能有效抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾，同時其對電磁干擾的影響也具有一定的抑制作用，而接地操作一旦發(fā)生錯誤，便會引發(fā)嚴(yán)重的信號干擾，并且還會導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運行。在水泥廠自動控制系統(tǒng)中，主要包含了保護(hù)線地、交流線地、屏蔽地、系統(tǒng)地等多種接地線，而接地系統(tǒng)混亂指的是不同接地點間存在地電位差以及各接地點電位分布不均，例如，電纜屏蔽層正確的接地方式應(yīng)是一端接地，若兩端都與地相連，則會導(dǎo)致電流通過屏蔽層，而引發(fā)地電位差，在這種情況下，若系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障或異常，便會導(dǎo)致地線電流快速增大，而引發(fā)地環(huán)路電流，進(jìn)而對系統(tǒng)正常工作產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

2 水泥廠自動控制系統(tǒng)抗干擾的解決對策

2.1 信號線路抗干擾

信號線路的抗干擾對策具體是指對干擾信號的隔離，其隔離方法有兩種：①避免信號線的引入與接觸；②合理配線，信號線布置應(yīng)遠(yuǎn)離干擾源。例如，工作人員在對信號線及動力線進(jìn)行鋪設(shè)時，應(yīng)盡量使兩條線路的鋪設(shè)保持一定的距離，確保其二者間距離始終保持平衡，避免線路出現(xiàn)交叉的現(xiàn)象。在對信號線進(jìn)行鋪設(shè)的過程中，在其穿管的操作中，應(yīng)注意不同的信號線應(yīng)進(jìn)行分開穿管的操作。使用金屬架鋪設(shè)的過程中，鋪設(shè)人員應(yīng)將幅值信號不同的信號線進(jìn)行分離。除此之外，還要將信號線與電源及電纜的鋪設(shè)進(jìn)行分離。在同種多芯型的電纜線中，避免出現(xiàn)幅值不同的信號線。對于信號線路的抗干擾問題，相關(guān)操作人員可以使用絕緣護(hù)套，對干擾進(jìn)行隔離，此方法對電容性的噪聲耦合具有一定的抑制作用。

2.2 從內(nèi)部因素提高自動化控制系統(tǒng)的可靠性

①從內(nèi)部因素提高電子自動化控制裝置的可靠性尤為重要，只有加強(qiáng)其內(nèi)部優(yōu)化才能更為有效的提高自動化控制系統(tǒng)抗干擾性能。②從內(nèi)部入手第一要對其“溫度”進(jìn)行合理控制，內(nèi)部系統(tǒng)“溫度”的高低直接影響其防干擾效果。針對控制溫度問題應(yīng)該對自動化控制系統(tǒng)加裝溫度監(jiān)測設(shè)備，通過溫度監(jiān)測設(shè)備可以第一時間掌握其電子自動化控制裝置的實際溫度，對防止高溫而產(chǎn)生的干擾提供有效的保障措施。同時，針對自動化控制系統(tǒng)“高溫”的問題，應(yīng)該對其現(xiàn)有的冷卻技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，對國內(nèi)外較為先進(jìn)的冷卻技術(shù)積極引進(jìn)采用，通過高效冷卻技術(shù)的應(yīng)用可以大大降低自動化控制系統(tǒng)因內(nèi)部高溫干擾的影響。

2.3 接地保護(hù)對策

在眾多的抗干擾對策中，接地保護(hù)是最為基礎(chǔ)且最為常用的措施之一，其抗干擾效果顯著。使用該對策既可以確保儀表自動系統(tǒng)的正常運作，又可以對相關(guān)工作人員的人身安全進(jìn)行保護(hù)。其主要的操作方法是在儀表設(shè)備的金屬部分連接一根長度適中的導(dǎo)線，使其剛好可以與地面接連。此種操作方法，可有效防止當(dāng)儀表設(shè)備發(fā)生短路故障時，電流通過設(shè)備傷害人員現(xiàn)象的發(fā)生。一旦儀表設(shè)備發(fā)生短路問題，可通過接地對策使得電流順著導(dǎo)線傳入大地，從而避免了電流傷害人員事件的發(fā)生。此種對策既可以避免問題設(shè)備影響其它設(shè)備的正常工作，對其它設(shè)備形成保護(hù)的作用，又可以為操作人員的人身安全提供保障。

2.4 電磁輻射防干擾優(yōu)化對策

首先，應(yīng)該明確其電磁輻射的來源與預(yù)防?；陔姶泡椛鋪碓吹木窒扌?，加強(qiáng)對周邊電磁輻射設(shè)備的管理就尤為重要。①現(xiàn)場工作人員應(yīng)該禁止將手機(jī)等無線通訊設(shè)備帶入現(xiàn)場，進(jìn)而消除手機(jī)發(fā)出電磁輻射對電子自動化控制裝置的干擾。②應(yīng)該對周邊電磁輻射較強(qiáng)的設(shè)備進(jìn)行技術(shù)消輻或隔離移動，使其不會對自動化控制系統(tǒng)造成電磁干擾。最后，在自動化控制系統(tǒng)作業(yè)運行中，可以為其制作防電磁輻射屏蔽裝置，屏蔽裝置可以采用導(dǎo)電材料進(jìn)行構(gòu)建，進(jìn)而起到防電磁輻射干擾的效果。另外，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該加大對其自動化控制系統(tǒng)干擾信號的檢查力度，通過相關(guān)儀器的檢查，可以對其干擾數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與總結(jié)，并將其匯總上級，提供給相關(guān)科學(xué)研究部門，再由科學(xué)研究部門制定相應(yīng)的防干擾預(yù)案與策略，將具體問題細(xì)化，為其自動化控制系統(tǒng)防干擾奠定堅實的保障基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

近幾年，自動化控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，其具有穩(wěn)定性的控制特點，對生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)技術(shù)十分重要。該系統(tǒng)運行的好壞，技術(shù)水平的高低，直接影響著企業(yè)生產(chǎn)是否能夠安全運行。在控制系統(tǒng)運行過程中，自控系統(tǒng)的穩(wěn)定性會對其整體的安全運行產(chǎn)生影響，而保證自控系統(tǒng)穩(wěn)定性的便是其抗干擾能力。