莫文統(tǒng)

【摘要】調(diào)速器不但影響現(xiàn)場(chǎng)儀表測(cè)量準(zhǔn)確度而且還影響了儀表的安全運(yùn)行，現(xiàn)通過介紹調(diào)速器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)一次儀表信號(hào)的干擾，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單地剖析，針對(duì)一些實(shí)例提出解決方法。

【關(guān)鍵詞】調(diào)速器 干擾 屏蔽 接地

【中圖分類號(hào)】U491.225 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）28-0290-01

引言

在過程控制中調(diào)速器作為一種新的調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)壓力、液位、流量等調(diào)節(jié)應(yīng)用越來越普遍，但也給控制帶來一些新的問題，主要原因是由于一次儀表過于接近調(diào)速器而影響一次儀表的正常工作，這些影響會(huì)造成儀表測(cè)量大的誤差，甚至使一次儀表不能正常工作，因此，本文將對(duì)這些問題進(jìn)行分析，并舉例提出有效解決方法。

一、原因分析

一般情況下，影響儀表工作的主要干擾源是現(xiàn)場(chǎng)的供電電源和強(qiáng)電磁場(chǎng)波動(dòng)，其中供電電源對(duì)儀表的影響不大且容易克服，只要選擇性能良好的電源變壓器，再將儀表的直流電源部分的濾波及穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)好就可以。這種影響對(duì)儀表的測(cè)量精度影響程度不大，也不會(huì)超出儀表的精度要求，因此可忽略不計(jì)。

強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾是由于電磁感應(yīng)而在儀表的電路中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，因而影響儀表的正常工作或程序的正常運(yùn)行。

所謂干擾，在測(cè)量過程中，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)總是有一些無用的背景信號(hào)與被測(cè)信號(hào)疊加在一起，稱之為騷擾或噪聲。如果騷擾引起設(shè)備或系統(tǒng)的性能下降時(shí)，稱之為干擾。

對(duì)于強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾，通常在儀表電路中加入濾波電路（用帶通濾波器或帶阻濾波器來抑制或消除干擾，將干擾信號(hào)阻斷或旁路濾除）。這類電路主要針對(duì)工頻干擾及高次諧波起作用，而對(duì)其它干擾即無任何作用，雖然有些先進(jìn)的智能儀表具有數(shù)字濾波功能，可濾除一定頻率干擾信號(hào)，但對(duì)固定頻率的干擾起作用，對(duì)于變化頻率的干擾無法濾掉。

調(diào)速器運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生變化的強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾，主要針對(duì)其運(yùn)行對(duì)一次儀表誤差的影響來分析。依這個(gè)原因，接近調(diào)速器的儀表才會(huì)出現(xiàn)異常而產(chǎn)生誤差。

二、解決措施及實(shí)例

對(duì)于以上問題，儀表制造商可以開發(fā)新一代抗干擾儀表、或在現(xiàn)有儀表中加入抗干擾電路，而對(duì)于大多數(shù)正在運(yùn)行的儀表則需要采取儀表外的現(xiàn)場(chǎng)抗干擾措施。比如屏蔽。所謂屏蔽：利用金屬材料制成容器，將需要防護(hù)的電路包圍在其中，可以防止電場(chǎng)或磁場(chǎng)耦合干擾的方法稱為屏蔽。屏蔽可分為靜電屏蔽、低頻磁屏蔽和電磁屏蔽等幾種。根據(jù)不同的對(duì)象，使用不同的屏蔽方式。

下面針對(duì)調(diào)速器對(duì)儀表產(chǎn)生的干擾問題，舉一些實(shí)例說明。

例1有幾個(gè)壓力測(cè)量系統(tǒng)，都是測(cè)量水池的液位，壓力變送器型號(hào)是33FTIF，現(xiàn)場(chǎng)安裝距離較近，二次表安裝在同一儀表盤上。上述系統(tǒng)自投入使用后一直正常，后來在附近安裝了一套調(diào)速器投入使用后，發(fā)現(xiàn)二次表的指示明顯降低，較現(xiàn)場(chǎng)同一測(cè)量的玻璃管指示值低近2米，經(jīng)查儀表及線路均正常，后試將調(diào)速器停下，儀表指示恢復(fù)正常，測(cè)變送器輸出電流在調(diào)速器運(yùn)行時(shí)比停用時(shí)低，將屏蔽層單點(diǎn)接地，儀表指示系統(tǒng)恢復(fù)正常。

例2三臺(tái)Homeywell變送器，裝好投入使用后，經(jīng)常出現(xiàn)輸出信號(hào)波動(dòng)較大，致使與之相關(guān)的控制誤動(dòng)作。檢查變送器及相關(guān)儀表，均未發(fā)現(xiàn)問題，經(jīng)仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象類似于用SFC通訊器調(diào)整變送器參數(shù)后確認(rèn)時(shí)變送器重新初始化的狀態(tài)，而出現(xiàn)問題的時(shí)候都是附近的調(diào)速器正在運(yùn)行或幾臺(tái)電機(jī)頻繁啟停的時(shí)間，其他時(shí)間一切正常，據(jù)上述情況分析，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是由于調(diào)速器所產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾及電機(jī)頻繁啟停的尖峰脈沖干擾導(dǎo)致智能變送器自動(dòng)復(fù)位。試在變送器的信號(hào)端子并接100V、4.7цF電容，問題得以解決，經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行觀察，再無類似現(xiàn)象發(fā)生。

例3一臺(tái)Homeywell超聲波流量計(jì)，突然指示異常，指示值亂跳，輸出電流也跟著變化，或隔一段時(shí)間指示就回零，不能反映真實(shí)流量，而在此之前一直運(yùn)行正常，檢查信號(hào)回波幅度較低，儀表自檢有時(shí)不能通過，認(rèn)真檢查超聲波流量計(jì)探頭，轉(zhuǎn)換器等均未發(fā)現(xiàn)問題，將儀表移到此處，則也出現(xiàn)同樣現(xiàn)象，后發(fā)現(xiàn)附近新裝了一套變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而且正是調(diào)速器投用后流量計(jì)出現(xiàn)異常狀態(tài)的，將調(diào)速器停下來，儀表即恢復(fù)正常。再啟動(dòng)調(diào)速器儀表指示又出現(xiàn)異常，連續(xù)反復(fù)實(shí)驗(yàn)幾次均是如此，從而判斷出調(diào)速器的干擾是造成儀表指示異常的直接原因。采用將流量計(jì)輸出電流電纜并將屏蔽層與探頭信號(hào)線與地之間跨接電容等辦法均不能奏效，試將探頭信號(hào)負(fù)端與屏蔽層一同接地，儀表恢復(fù)正常，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間觀察再?zèng)]發(fā)現(xiàn)問題。

例4一臺(tái)超聲波液位計(jì)，用作指示液位，原來運(yùn)作正常，后將其轉(zhuǎn)換器的電流輸出信號(hào)和為新安裝的變頻液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸入，調(diào)速器根據(jù)輸入信號(hào)的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)頻率輸出，系統(tǒng)投運(yùn)后每當(dāng)調(diào)速器運(yùn)行時(shí)，儀表的指示值各輸出電流就固定在某一值上，幾乎不發(fā)生任何變化，不能反映實(shí)際液位的變化情況，調(diào)速器停運(yùn)，儀表就正常，采用前面的方法均不見效，將調(diào)節(jié)系統(tǒng)由自調(diào)改為手動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)，斷開轉(zhuǎn)換器的電流輸出，儀表即正常，分析可能是儀表的輸出隔離特性較差，其輸出端受變頻器的干擾而影響整機(jī)工作，在儀表電流輸出與調(diào)速器調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸入之間加裝調(diào)節(jié)系統(tǒng)也運(yùn)行正常。

從上述幾例可以看出：現(xiàn)場(chǎng)解決調(diào)速器對(duì)一次儀表干擾的措施主要有以下幾點(diǎn)：

1.變頻器外殼必須屏蔽接地；變頻器若安裝在控制柜內(nèi)，控制柜外殼接地。

（接地：接地為防止觸電或保護(hù)設(shè)備的安全，把電力電訊等設(shè)備的金屬底盤或外殼接上地線；利用大地作電流回路接地線。在電力系統(tǒng)中，將設(shè)備和用電裝置的中性點(diǎn)、外殼或支架與接地裝置用導(dǎo)體作良好的電氣連接叫做接地。接地的功用除了將一些無用的電流或是噪聲干擾導(dǎo)入大地外，最大功用為保護(hù)使用者不被電擊。）

2.變頻器輸出線穿鋼管敷設(shè)，并與其他弱信號(hào)分別配線。

3.信號(hào)線不要與未屏蔽的電源線平行敷設(shè)。

4.儀表的信號(hào)電纜采用屏蔽電纜，并且將屏蔽層單點(diǎn)接地。

5.在模似信號(hào)（電壓、電流、電阻等信號(hào)）上并接電容或在信號(hào)與地之間跨接電容，電容的容量及耐壓值根據(jù)實(shí)際情況實(shí)驗(yàn)確定。

6.對(duì)于超聲波類儀表，可將探頭信號(hào)線的負(fù)端與屏蔽層一同接地。

7.根據(jù)實(shí)際情況給儀表系統(tǒng)加裝隔離器或選配具有較好隔離性能的儀表，可以有效地消除干擾，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)隔離為現(xiàn)場(chǎng)防爆提供了有利條件，而且也可以有效避免由于儀表匹配不當(dāng)而產(chǎn)生的信號(hào)失真。

三、結(jié)束語

綜上所述，調(diào)速器對(duì)一次儀表測(cè)量的干擾不但比常見的工頻干擾大得多，而且較難克服。儀表受變頻器干擾而表現(xiàn)出的異常現(xiàn)象依據(jù)儀表的種類、特性及現(xiàn)場(chǎng)情況等因素的變化而不同，但它們有一個(gè)共同點(diǎn)，即異常狀

參考文獻(xiàn)：

[1]劉美俊著：《變頻器應(yīng)用與維修問答》北京：電子工業(yè)出版社2009.11.

[2]樂嘉謙著：《儀表工手冊(cè)》北京：化學(xué)工業(yè)出版社2003.7.

[3]《石油化工儀表自動(dòng)化培訓(xùn)教材》編寫組編：《測(cè)量?jī)x表》北京：中國(guó)石化出版社2009.