儀表自控系統(tǒng)的干擾及其防護(hù)措施

王 成

(吉林石油集團(tuán)吉松質(zhì)量技術(shù)有限責(zé)任公司，吉林松原 138008)

1 概述

隨著信息技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，社會(huì)諸多領(lǐng)域都在科技因素的影響下而發(fā)生了不小的改變，其中儀表也在科技因素的帶動(dòng)下而向數(shù)字化、智能化等方向發(fā)展，因此，在需要使用儀表的領(lǐng)域中，儀表自控系統(tǒng)得以建立并且予以廣泛應(yīng)用。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，在新建的現(xiàn)代化工企業(yè)等流程工業(yè)裝置中，在線使用的儀表自控系統(tǒng)所消耗的投資是已經(jīng)超過(guò)總投資的15%，在企業(yè)中有效運(yùn)用儀表自控系統(tǒng)，不僅能夠?yàn)槠髽I(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的安全、高效運(yùn)行而提供保障，而且也有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，從而促使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利的位置。需要注意的是，盡管儀表自控系統(tǒng)的合理使用是能夠?yàn)槠髽I(yè)的發(fā)展帶來(lái)積極的促進(jìn)作用，但是在儀表自動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，會(huì)受到不同因素的影響而對(duì)儀表自動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生不小的干擾，針對(duì)這些干擾因素，需要采取相對(duì)應(yīng)的措施來(lái)對(duì)儀表自控系統(tǒng)予以防護(hù)，以此有效發(fā)揮出儀表自控系統(tǒng)的作用，從而促進(jìn)整體的進(jìn)步與發(fā)展。

2 儀表自控系統(tǒng)受到干擾因素的類型以及原因分析

在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較為復(fù)雜，再加上其他各種不確定因素的影響，導(dǎo)致儀表自控系統(tǒng)受到的干擾因素不斷得到增多，如果這些干擾因素未能夠采取有效的方法加以控制的話，不僅會(huì)影響儀表自控系統(tǒng)的使用，而且也會(huì)波及應(yīng)用儀表自控系統(tǒng)的企業(yè)發(fā)展，為此，這一章節(jié)主要探討的內(nèi)容為儀表自控系統(tǒng)受到干擾因素的類型以及產(chǎn)生，通過(guò)對(duì)這方面內(nèi)容的明確，從而為后續(xù)的探討奠定基礎(chǔ)。

2.1 儀表自控系統(tǒng)受到干擾因素的類型

根據(jù)儀表自控系統(tǒng)遭到干擾產(chǎn)生的原因，一般來(lái)說(shuō)是可以分為以下幾種類型:第一是電和磁干擾，在生活的周圍是存在著電場(chǎng)和磁場(chǎng)，一旦這兩者之間發(fā)生變化之后，對(duì)于儀表自控系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生不小的影響，比如說(shuō)干擾電壓的產(chǎn)生，進(jìn)而影響儀表自控系統(tǒng)的合理使用。第二是機(jī)械干擾，受到機(jī)械振動(dòng)或者是沖擊的影響，導(dǎo)致儀表或者是相關(guān)裝置中的電器元件出現(xiàn)振動(dòng)、變形等現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)連接線的位移、指針發(fā)生指動(dòng)等而造成應(yīng)用儀表自控系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量的不準(zhǔn)確。第三是熱干擾，無(wú)論是設(shè)備還是元器件，一旦開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)就會(huì)產(chǎn)生熱量而引起溫度的波動(dòng)，以及也很容易受到外界環(huán)境溫度的變化而引起儀表和裝置中電路元件的參數(shù)發(fā)生變化。第四是光干擾，身處于地球之上，不可避免的要進(jìn)行陽(yáng)光的照射，由于在儀表自控系統(tǒng)之中是存在很多半導(dǎo)體元件，或多或少會(huì)受到陽(yáng)光的作用而改變自身的導(dǎo)電性能，既會(huì)引發(fā)電勢(shì)的變化，又會(huì)引起電阻的改變，進(jìn)而影響到儀表自控系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。第五是濕度干擾，濕度因素更多的是屬于外界因素，無(wú)論是濕度的增加還是濕度的減少，會(huì)對(duì)電阻、電介質(zhì)、電容量等方面產(chǎn)生著不小的影響，從而影響儀表自控系統(tǒng)的有效應(yīng)用。第六是化學(xué)干擾，這一干擾顧名思義，就是受到化學(xué)用品或者是其他腐蝕性的影響，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，不僅會(huì)毀壞相關(guān)的設(shè)備，造成無(wú)法使用，而且也會(huì)產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而影響儀表自控系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。第七是射線輻射干擾，這一干擾是由于電磁波的產(chǎn)生，以及氣體的電離，導(dǎo)致金屬無(wú)法保留住電子，影響了多個(gè)方面的進(jìn)步與發(fā)展。

2.2 儀表自控系統(tǒng)受到干擾因素的原因

在明確儀表自控系統(tǒng)干擾的類型之后，這些干擾是如何產(chǎn)生的，依據(jù)儀表自控系統(tǒng)遭到干擾產(chǎn)生的原因而提出以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:第一，針對(duì)放電方面的干擾，主要是由四大部分組成，一是天體和天電的干擾，地球作為人類社會(huì)生活的主要載體，對(duì)于很多事物而言不可避免的會(huì)受到外界環(huán)境因素的影響，而天體和天電的干擾更多的是屬于外界因素的干擾，從概念的角度來(lái)理解的話，指的就是雷電、大氣、火山爆發(fā)、地震等自然現(xiàn)象的發(fā)生是會(huì)引發(fā)電磁波和空間電位的變化，在此基礎(chǔ)上發(fā)生干擾的影響;二是電量放電干擾，這一方面干擾產(chǎn)生于輸電線路和變壓器之上，而這些設(shè)備往往是儀表自控系統(tǒng)的重要組成部分，因此，這一部分的干擾是產(chǎn)生著較大的影響，與此同時(shí)，電的放電具有間歇性，是能夠產(chǎn)生脈沖電流，在脈沖電流的影響下對(duì)儀表自控系統(tǒng)產(chǎn)生著一定的影響;三是火花放電干擾，這一干擾一般是存在于儀器設(shè)備之間，所產(chǎn)生的火花與電流，在很大程度上會(huì)影響儀表自控系統(tǒng)的有效使用;四是輝光、強(qiáng)光的放電干擾，一般來(lái)說(shuō)，放電管是具有負(fù)阻抗性，一旦和外部電路連接之后，就會(huì)很容易引起高頻震動(dòng)。第二，針對(duì)電器設(shè)備方面的干擾，細(xì)化來(lái)講的話，分別是由射頻干擾、工頻干擾、感應(yīng)干擾這三個(gè)部分的內(nèi)容共同組成，所謂的射頻干擾，指的就是相應(yīng)電子設(shè)備所產(chǎn)生的干擾，比如說(shuō)電視、廣播、雷達(dá)等;所謂的工頻干擾，指的就是配電線與系統(tǒng)因?yàn)轳詈隙a(chǎn)生的干擾;而所謂的感應(yīng)干擾，指的就是在使用電子開(kāi)關(guān)、脈沖發(fā)生器時(shí)由于電流的急劇變化而形成的差異電流，進(jìn)而引發(fā)感應(yīng)電流。

3 儀表自控系統(tǒng)受到干擾因素之后采取的措施探討

儀表自控系統(tǒng)在社會(huì)諸多領(lǐng)域中不僅占據(jù)著重要的位置，而且也發(fā)揮著不可忽視的作用，由于在使用過(guò)程中會(huì)受到多個(gè)方面因素的干擾而存在使用不固定、無(wú)法發(fā)揮相應(yīng)作用等方面的問(wèn)題，因此，針對(duì)這些干擾因素而采取相對(duì)應(yīng)的防干擾措施，不僅有利于有效應(yīng)用儀表自控系統(tǒng)，而且也有利于充分發(fā)揮儀表自控系統(tǒng)的相應(yīng)作用。為此，這一章節(jié)主要探討的內(nèi)容就是儀表自控系統(tǒng)受到干擾因素之后采取的措施，以此為主要論點(diǎn)而提出以下幾個(gè)方面的措施，希望以此為借鑒，從而促進(jìn)儀表自控系統(tǒng)得到良好的使用。

3.1 浮空與接地

儀表自控系統(tǒng)的防干擾措施，第一個(gè)層面表現(xiàn)在浮空與接地，所謂的浮空，顧名思義，指的就是應(yīng)用在儀表自控系統(tǒng)上的輸入信號(hào)放大器公共線，既不接機(jī)器又不接大地，處于一種浮空的狀態(tài)來(lái)降低干擾因素帶來(lái)影響的一種措施，由于輸入信號(hào)放大器作為儀表自控系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，本身具有兩層絕緣屏蔽體，在使用浮空這一措施之后，信號(hào)放大器的兩個(gè)輸入端就會(huì)實(shí)現(xiàn)既不接機(jī)器又不接大地，使得屏蔽層與大地之間都沒(méi)有相互的關(guān)系，通過(guò)這一個(gè)方式的采取，就切斷了電位差對(duì)系統(tǒng)所影響的通道，從而降低了干擾的影響力度。其次對(duì)于接地措施的理解，從概念的角度來(lái)理解的話，是阻擋干擾電流通路的一種降低干擾因素帶來(lái)影響的措施，相比于浮空措施而言，接地這一項(xiàng)措施更多的可以彌補(bǔ)浮空措施所使用產(chǎn)生的不足之處，值得注意的是，浮空措施采取之后并不是絕對(duì)的能夠做到浮空，就像循環(huán)水場(chǎng)儀表監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行一段時(shí)間之后，就會(huì)出現(xiàn)浮空抑制干擾效果明顯減弱的現(xiàn)象，而接地措施的使用，在合理選擇接地方式的基礎(chǔ)上抑制電容性耦合，以此來(lái)減小或者是削弱干擾。

3.2 濾波與電磁屏蔽和隔離

儀表自控系統(tǒng)的防干擾措施，第二個(gè)層面表現(xiàn)在合理應(yīng)用濾波措施，由于濾波措施也是降低干擾因素帶來(lái)影響的一種有效措施，針對(duì)這一措施在儀表自控系統(tǒng)中的應(yīng)用，首先從對(duì)這一措施的概念入手，濾波措施是在立足信號(hào)和噪聲頻率分布范圍的基礎(chǔ)之上將響應(yīng)頻道的濾波器接入到信號(hào)傳輸通道之中，盡可能的濾去所產(chǎn)生的噪聲，以此來(lái)充分發(fā)揮抑制干擾因素的作用;其次，以生活中的實(shí)際例子作為佐證來(lái)論證濾波措施在儀表自控系統(tǒng)中的有效運(yùn)用，在生活水場(chǎng)中的儀表波動(dòng)一般所采用的方法是濾波電容的方法，但是根據(jù)實(shí)際的結(jié)果卻顯示并沒(méi)有很大的效果，原因在于變頻器使用的供電回路內(nèi)產(chǎn)生波動(dòng)較大的頻率干擾，為了能夠在使用過(guò)程中徹底消除干擾因素的影響，可以利用合成裝置DCS中進(jìn)口UPS，為儀表自控系統(tǒng)提供電源，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)消除干擾的目的。通過(guò)這一生活中的例子可以發(fā)現(xiàn)濾波措施的應(yīng)用，一般是在交流電源進(jìn)線中間插入一個(gè)防干擾的濾波器，以此來(lái)防止交流電源的噪聲通過(guò)電源線進(jìn)入到電測(cè)儀器之內(nèi)，通過(guò)這一形式的采取，在一定程度上降低干擾因素的影響。除了濾波措施的采取之外，其實(shí)還可以采取的另一個(gè)措施為電磁屏蔽和隔離的措施，電磁屏蔽指的就是利用導(dǎo)電性能良好的金屬材料做成屏蔽層，通過(guò)高頻干擾電磁場(chǎng)在金屬內(nèi)部產(chǎn)生渦流磁場(chǎng)來(lái)抵抗高頻干擾磁場(chǎng)的影響，以此來(lái)達(dá)到抑制干擾的一項(xiàng)有效措施，合理應(yīng)用到儀表自控系統(tǒng)的防干擾過(guò)程中，有利于發(fā)揮不小的作用。

3.3 提高工作人員工作能力，堅(jiān)持具體問(wèn)題具體分析原則

儀表自控系統(tǒng)的防干擾措施，還可以表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一，任何一項(xiàng)工作在開(kāi)展過(guò)程中，必然離不開(kāi)工作人員的參與，換而言之，工作人員工作能力的高低，在很大程度上影響著工作的開(kāi)展質(zhì)量高低，因此，在儀表自控系統(tǒng)的防干擾措施落實(shí)過(guò)程中，一方面是在對(duì)外的人才招聘環(huán)節(jié)之中，相關(guān)部門不僅要提高對(duì)外招聘人才的門檻，而且也要拓寬對(duì)外招聘的渠道，爭(zhēng)取在這一環(huán)節(jié)中為儀表自控系統(tǒng)的防干擾措施的落實(shí)而招聘到優(yōu)質(zhì)人才，從而為做好儀表自控系統(tǒng)的防干擾措施奠定良好的基礎(chǔ);另一方面是在對(duì)內(nèi)的人員管理之中，全面加強(qiáng)相關(guān)員工的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，進(jìn)一步強(qiáng)化全員對(duì)于儀表自控系統(tǒng)的防干擾能力的加強(qiáng)，而培訓(xùn)學(xué)習(xí)活動(dòng)的開(kāi)展，可以采取多種多樣化的途徑，比如說(shuō)邀請(qǐng)省內(nèi)知名的油管經(jīng)驗(yàn)專家授課，以此來(lái)豐富專業(yè)知識(shí)和提高專業(yè)技能，或者是組織員工走出去，在交流、經(jīng)驗(yàn)借鑒過(guò)程中提高自身水平，從而更好的勝任實(shí)際工作。第二，儀表自控系統(tǒng)很容易受到外界因素的干擾，因此，在采取防干擾措施之前要堅(jiān)持具體問(wèn)題具體分析原則，從而促進(jìn)整體發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

儀表自控系統(tǒng)在社會(huì)諸多領(lǐng)域占據(jù)著重要的位置，從多個(gè)角度入手采取合理的措施來(lái)保障儀表自控系統(tǒng)得到正常的使用，有利于促進(jìn)整體的進(jìn)步與發(fā)展。