分析電解鋁廠自控設(shè)備常見(jiàn)電磁干擾和解決方式

趙一潔

（貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550081）

電解鋁廠是生產(chǎn)鋁的主要場(chǎng)所，自控設(shè)備的利用對(duì)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量有重要的影響。從當(dāng)前的生產(chǎn)實(shí)踐分析來(lái)看，電解鋁的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境具有特殊性，因?yàn)槠渖a(chǎn)環(huán)境是強(qiáng)電場(chǎng)和強(qiáng)磁場(chǎng)并存的。在這樣的特殊環(huán)境下，各類(lèi)使用的儀器儀表等會(huì)因?yàn)楦蓴_出現(xiàn)運(yùn)行異常，進(jìn)而發(fā)生數(shù)據(jù)采集錯(cuò)誤等問(wèn)題。自控設(shè)備作為生產(chǎn)中利用的重要工具，會(huì)因?yàn)殡姶鸥蓴_出現(xiàn)控制異常，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)效率和質(zhì)量的下降，所以為了實(shí)現(xiàn)電解鋁廠具體工作的持續(xù)、穩(wěn)定開(kāi)展，必須要對(duì)電磁干擾問(wèn)題做分析和解決，以下便是基于實(shí)踐總結(jié)的電解鋁廠生產(chǎn)中自控設(shè)備遇到的具體電磁干擾以及干擾的解決方式。

1 電磁干擾及解決方式

1.1 接地干擾

對(duì)電解鋁廠的具體生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)自控設(shè)備所有的主要電磁干擾類(lèi)型之一為接地干擾?？偨Y(jié)實(shí)踐可知，當(dāng)儀表或者是設(shè)備的接地點(diǎn)不同的時(shí)候，接地參考之間會(huì)形成電勢(shì)差，在電勢(shì)差形成的接地環(huán)境當(dāng)中，環(huán)流比較大的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)比較高的噪聲共模電壓，這些電壓通過(guò)分布電容耦合或者是直接感應(yīng)對(duì)信號(hào)線產(chǎn)生作用，進(jìn)而會(huì)形成感染，在嚴(yán)重的時(shí)候，通訊電路的接口會(huì)被損壞，相應(yīng)的通信設(shè)備等也會(huì)遭受影響[1]。

基于實(shí)踐做具體的分析，發(fā)現(xiàn)要解決接地原因形成的干擾，需要做好兩方面的工作：第一是在進(jìn)行屏蔽措施利用的時(shí)候做接地系統(tǒng)的公共參考點(diǎn)設(shè)置。第二是實(shí)現(xiàn)屏蔽層的單點(diǎn)接地。簡(jiǎn)單來(lái)講，基于接地干擾的具體產(chǎn)生做分析，然后在原因基礎(chǔ)上執(zhí)行針對(duì)性的屏蔽措施，自動(dòng)設(shè)備所受的接地干擾會(huì)得到有效的解決。

1.2 雷電干擾

電解鋁廠在生產(chǎn)實(shí)踐中，自控設(shè)備還會(huì)受到雷電干擾。當(dāng)自控設(shè)備被雷擊時(shí)，雷電會(huì)以尖峰脈沖入侵。從具體的資料來(lái)看，不論是直接的雷擊還是感應(yīng)雷擊，尖峰脈沖在幅度很大的情況下都會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞。目前，因?yàn)槔纂姼蓴_而導(dǎo)致的PLC控制系統(tǒng)損壞十分的常見(jiàn)。雷電干擾對(duì)自動(dòng)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和安全運(yùn)行有著顯著的影響，所以必須要對(duì)雷電干擾的問(wèn)題進(jìn)行解決。就現(xiàn)階段的具體分析來(lái)看，主要的措施有兩項(xiàng)：第一是在電解鋁廠高處進(jìn)行避雷針或者是避雷設(shè)備的安裝，并實(shí)現(xiàn)其接地，這樣，雷電對(duì)系統(tǒng)的損害與干擾會(huì)降到最低。第二是需要在電源或者是信號(hào)輸入的輸入端設(shè)備處進(jìn)行防雷元件的設(shè)置，這樣，當(dāng)雷電串入后，防雷元件引導(dǎo)其進(jìn)入大地，雷電威脅和干擾得到有效的控制。

1.3 感應(yīng)、射頻和高壓靜電干擾

從自控設(shè)備的具體利用分析來(lái)看，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)受潮狀況時(shí)，高壓靜電干擾會(huì)隨之出現(xiàn)，而且這種干擾的出現(xiàn)頻率比較的高。從高壓靜電干擾的現(xiàn)實(shí)影響來(lái)看，其會(huì)造成傳感器或者是敏感設(shè)備的損壞，設(shè)備系統(tǒng)關(guān)閉等現(xiàn)象也會(huì)發(fā)生，信號(hào)采集紊亂的狀況也會(huì)表現(xiàn)出來(lái)。要想對(duì)高壓靜電干擾進(jìn)行有效的抑制，最好的方法是設(shè)備接地或者是對(duì)信號(hào)線的屏蔽措施進(jìn)行強(qiáng)化。感應(yīng)干擾是自控設(shè)備利用中比較常見(jiàn)的干擾類(lèi)型。

一般來(lái)講，此問(wèn)題的解決主要是進(jìn)行干擾源的屏蔽，但是利用一般的導(dǎo)磁材料難以起到屏蔽的效果，因此只能夠利用一些比較被動(dòng)的抑制技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)干擾的遠(yuǎn)離。需要注意的是在布線的時(shí)候需要規(guī)避平行走線這種方式。

1.4 電源干擾

電解鋁廠生產(chǎn)實(shí)踐中的自控設(shè)備所受的重要干擾類(lèi)型之一是電源干擾。就現(xiàn)實(shí)分析來(lái)看，電解鋁廠的實(shí)際生產(chǎn)中，電網(wǎng)的污染情況比較的嚴(yán)重，而且生產(chǎn)環(huán)境中存在著大量晶閘管變流設(shè)備，在此種環(huán)境中，電網(wǎng)的尖峰脈沖可以達(dá)到上百赴甚至是上千伏。就電源干擾問(wèn)題的具體解決來(lái)看，主要有兩方面的措施：其一是構(gòu)建良好的接地系統(tǒng)。從實(shí)際分析來(lái)看，在良好接地系統(tǒng)的基礎(chǔ)上做濾波作用的凈化，電源干擾所形成的危害可以得到有效的防護(hù)，所以積極的研究良好的接地系統(tǒng)并建立現(xiàn)實(shí)意義顯著。其二是對(duì)隔離變壓器進(jìn)行改造。改造后的隔離變壓器能夠有效的對(duì)電源的干擾進(jìn)行防護(hù)，從而實(shí)踐對(duì)系統(tǒng)設(shè)備和元件的保護(hù)。總之，基于實(shí)踐構(gòu)建具有全面性的電源干擾防護(hù)系統(tǒng)，這樣可以對(duì)電源的干擾進(jìn)行有效削弱，從而保證系統(tǒng)的安全。

1.5 信號(hào)線的差模干擾

在自控設(shè)備的干擾分析中，信號(hào)線的差模干擾也是重要的干擾類(lèi)型。從現(xiàn)實(shí)分析來(lái)看，所謂的信號(hào)線差模具體指的是信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中因外力的影響而疊加在信號(hào)上的無(wú)用信號(hào)。差模干擾信號(hào)的存在會(huì)影響設(shè)備的誤動(dòng)作或者是信息的采集，進(jìn)而導(dǎo)致自控設(shè)備的控制不準(zhǔn)確，而且目前尚沒(méi)有有效的干擾屏蔽方法?；趯?shí)踐做分析可知，雖然沒(méi)有有效的干擾屏蔽方法，但是在自控設(shè)備的具體利用中進(jìn)行低通濾波器或者是選擇隔離器的利用可以有效的組織差模電流的流入，此措施的實(shí)施能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的闡述精度有所提升，對(duì)差模干擾也會(huì)起到抑制作用。簡(jiǎn)言之，在信號(hào)線的差模干擾抑制中，充分發(fā)揮濾波器等設(shè)備的效果，并做好相關(guān)線路的建設(shè)，干擾問(wèn)題可以得到有效控制。

1.6 信號(hào)線的共模干擾

信號(hào)線的共模干擾是電解鋁廠自控設(shè)備利用實(shí)踐中遇到的又一類(lèi)干擾。就此類(lèi)干擾的具體解決來(lái)看，目前比較常用的方法是在信號(hào)輸入的入口處做信號(hào)隔離器的設(shè)置，并加入非隔離普通常用卡件，這樣的設(shè)置能夠有效的阻止共模電流在信號(hào)輸入模塊以及儀表當(dāng)中的流入，由此可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)過(guò)程環(huán)路的直接斷開(kāi)。從這種方法的具體利用來(lái)看，其突出的特點(diǎn)有三個(gè)：其一是經(jīng)濟(jì)、靈活，在實(shí)踐中具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。其二是便捷效果突出，應(yīng)用操作十分簡(jiǎn)單。其三是能夠使線路、設(shè)備等的日常維護(hù)變得更加自如。

2 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電解鋁廠的自控設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，對(duì)于生產(chǎn)的效率、質(zhì)量以及安全有重要的影響，所以需要保障自控設(shè)備狀態(tài)的穩(wěn)定。但是電磁干擾會(huì)對(duì)設(shè)備的控制以及設(shè)備元件形成影響，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備故障或者是控制偏差，這于實(shí)際生產(chǎn)十分的不利，所以具體總結(jié)設(shè)備所受電磁干擾類(lèi)型并做干擾問(wèn)題的解決分析十分必要。文章基于實(shí)踐做相關(guān)討論，主要的目的就是要幫助實(shí)踐。