景海林

摘要：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)我國(guó)電子自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，這也促進(jìn)了自動(dòng)化儀表在冶金行業(yè)中的使用。本文通過(guò)對(duì)自動(dòng)化儀表技術(shù)的描述，分析了自動(dòng)化儀表的干擾原因，并提出了自動(dòng)化儀表抗干擾的策略及方法。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化儀表、干擾原因、抗干擾、策略

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)我國(guó)電子自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，也促進(jìn)了自動(dòng)化儀表在冶金行業(yè)中的使用。自動(dòng)化儀表具有一定的穩(wěn)定性和可靠性，這個(gè)特點(diǎn)對(duì)冶金業(yè)的健康發(fā)展、安全生產(chǎn)和質(zhì)量提升有重要的影響，同時(shí)關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中，因?yàn)樽詣?dòng)化儀表工作的環(huán)境比較復(fù)雜，一旦外界出現(xiàn)了干擾的因素將造成儀表準(zhǔn)確率下降或失效，因此，為了降低外界環(huán)境和自身因素的干擾，應(yīng)該重視自動(dòng)化儀表可靠性的設(shè)計(jì)。本文主要從自動(dòng)化儀表技術(shù)出發(fā)，分析了自動(dòng)化儀表干擾出現(xiàn)的原因。同時(shí)詳細(xì)闡述抵抗自動(dòng)化儀表干擾的重要措施。

一：自動(dòng)化儀表概述

自動(dòng)化儀表作為自動(dòng)化設(shè)備的核心部件，由顯示器、變送器以及傳感器組成，主要有溫度、壓力、流量、液位、過(guò)程性自動(dòng)化儀表等。自動(dòng)化儀表是具有報(bào)警、控制、記錄以及顯示等功能的多功能設(shè)備，可稱為自動(dòng)化設(shè)備的“五官”?？垢蓴_是指防止因信號(hào)發(fā)生畸變而產(chǎn)生影響設(shè)備運(yùn)行的因素，由于鋼廠環(huán)境的影響，儀表面臨的最大問(wèn)題就是干擾，使得鋼廠自動(dòng)化儀表存在測(cè)量誤差，影響了儀表的準(zhǔn)確度。隨著我國(guó)信息技術(shù)水平的提高，很大程度上促進(jìn)了自動(dòng)化儀表的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化儀表抗干擾的研究也取得了較大的成果。但不可否認(rèn)的是，我國(guó)鋼廠自動(dòng)化儀表抗干擾能力依然存在一些問(wèn)題，而如何提高自動(dòng)化儀表的抗干擾能力也成為了研究部門亟待解決的問(wèn)題。

二：對(duì)自動(dòng)化儀表技術(shù)的評(píng)價(jià)

自動(dòng)化儀表具有一定的功能，如測(cè)量、報(bào)警、控制、記錄、顯示等。使用領(lǐng)域有壓力、溫度、流量和過(guò)程控制等。在具體的冶金作業(yè)中，溫度儀表的核心部分有熱電偶和熱電阻等。其中的電偶有不同的種類，如防爆熱電偶、多點(diǎn)熱電偶和耐磨熱電偶等。壓力儀表的主要功能是對(duì)冶金過(guò)程中的壓力進(jìn)行測(cè)量，在冶金行業(yè)中使用的自動(dòng)儀表主要有以下幾種：環(huán)保儀表、壓力儀表和電工儀表等。

三：自動(dòng)化儀表干擾原因分析

冶金自動(dòng)化儀表的應(yīng)用，大大提升了生產(chǎn)效率和自控能力，自動(dòng)化控制儀表具有自動(dòng)編程的能力，簡(jiǎn)化了儀表控制電路，提高了自控效果，同時(shí)在使用中具有記憶功能，進(jìn)行算數(shù)和邏輯運(yùn)算，達(dá)到數(shù)據(jù)處理效果，更好的解決生產(chǎn)問(wèn)題，為生產(chǎn)提供可靠保障。但是，在生產(chǎn)過(guò)程中，難免會(huì)受到外部信號(hào)的干擾，導(dǎo)致自動(dòng)化儀表信號(hào)傳輸不好，引起精度誤差或誤報(bào)警等，使控制程序出現(xiàn)偏差或故障。外部干擾出現(xiàn)測(cè)量誤差，損壞儀表內(nèi)部結(jié)構(gòu)，甚至導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中斷，造成數(shù)據(jù)丟失或安全事故，這也是國(guó)產(chǎn)儀表和進(jìn)口儀表在可靠性方面最大差距。所以，及時(shí)處理分析各類自動(dòng)化儀表干擾情況十分必要，必須采取有效的措施，從而充分發(fā)揮智能化儀表的可靠使用，提高生產(chǎn)安全性。

第一，漏電電阻和供電線路的互相干擾，不僅影響儀表的使用精確度，同時(shí)影響效率。此外，受到電磁感應(yīng)影響的話將造成自動(dòng)化儀表出現(xiàn)故障，對(duì)測(cè)量的精度造成影響。不僅出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)影響冶金的效率。

第二，自動(dòng)化儀表在傳輸?shù)倪^(guò)程中容易受到周圍電場(chǎng)和磁場(chǎng)干擾的影響，因此，在儀表設(shè)計(jì)過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)充分考慮此類影響，采取一定的屏蔽措施，進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，降低這種干擾源的對(duì)設(shè)備的影響，為自動(dòng)化儀表在生產(chǎn)使用過(guò)程中的可靠性奠定基礎(chǔ)。

三：自動(dòng)化儀表抗干擾策略及方法

1.采用屏蔽技術(shù)避免干擾

一般可以采用屏蔽管對(duì)自動(dòng)化儀表進(jìn)行隔離，減輕電磁干擾影響，可以將金屬導(dǎo)線和電纜穿接在同一個(gè)屏蔽管中，減少干擾的情況，采用較好的屏蔽技術(shù)措施，能夠解決電磁干擾情況，提升自動(dòng)化儀表的性能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和管理，達(dá)到較好的效果，另外，提高國(guó)產(chǎn)儀器儀表核心關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)制造工藝水平，對(duì)標(biāo)國(guó)際行業(yè)標(biāo)桿，也已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)儀器儀表制造業(yè)面臨的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)。

2.重視對(duì)各種儀器設(shè)備的合理的使用

屏蔽器能夠降低電源和線路輻射的影響，降低干擾。此外，在自動(dòng)化儀表中設(shè)置濾波器，也能夠降低電磁干擾。絕緣材料的使用也是很好的抗干擾形式，在儀器和放大器中使用絕緣材料能夠?qū)崿F(xiàn)兩者之間距離的增加，不僅提高儀表的運(yùn)行效率，同時(shí)還能促進(jìn)生產(chǎn)的安全性。磁力耦合器的使用也能夠在一定程度上消除磁場(chǎng)效應(yīng)，降低干擾問(wèn)題的出現(xiàn)。

3.加強(qiáng)對(duì)智能化技術(shù)的應(yīng)用

智能化技術(shù)對(duì)自動(dòng)化儀表的影響可從兩方面分析，首先工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化儀表增加大量的執(zhí)行器、傳感器和數(shù)字化通信接口，大大提高數(shù)據(jù)的安全性和可靠性;另外嵌入式技術(shù)將微型芯片技術(shù)嵌入到自動(dòng)化儀表中，使自動(dòng)化儀表的處理能力得到較大改觀[3]。隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，以Intel的80X86系列、Motorola的68000系列、8051內(nèi)核系列為代表的傳統(tǒng)自動(dòng)化儀表處理器逐步被32位RISC處理器所代替，32位RISC處理器具有低功耗、高性能等優(yōu)點(diǎn)，可以較好的迎合現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)化儀表的要求。嵌入式操作系統(tǒng)具有代碼少、硬實(shí)時(shí)、搶先多任務(wù)等功能，并能夠使網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、圖形得到擴(kuò)展。因此采用嵌入式操作系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)將越來(lái)越復(fù)雜的程序得到合理安排，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)難度。

4.橫向干擾和縱向干擾的消除

首先，工人在處理化學(xué)儀器的水平干擾時(shí)，可以使用屏蔽和過(guò)濾的方法。所謂屏蔽方法就是利用屏蔽設(shè)備，對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行屏蔽。這種化學(xué)儀器的磁電阻相對(duì)較小。當(dāng)信號(hào)被屏蔽時(shí)，外部交變電磁場(chǎng)不影響電纜的導(dǎo)體，因此不影響化學(xué)儀器的值。所謂濾波方法就是在化學(xué)儀器上安裝濾波電路，以抵抗外界干擾信號(hào)的入侵。安裝濾波電路后，工人可以使用二次儀表輸入進(jìn)一步截取信號(hào)。其次，在處理化工儀器的垂直干擾時(shí)，工作人員可以采用隔離法和接地法。隔離方法是對(duì)化學(xué)設(shè)備進(jìn)行隔離?；瘜W(xué)儀器被封裝在一個(gè)盒子里，使它與外界相對(duì)隔絕，然后用放大器來(lái)消除干擾。為了提高消除干擾的質(zhì)量，可以在儀器和放大器之間放置絕緣材料，以避免水平干擾。所謂接地方法，就是在化工儀器接地時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況增加點(diǎn)和長(zhǎng)度。一般情況下，如果干擾信號(hào)強(qiáng)，需延長(zhǎng)接地的長(zhǎng)度，增加接地點(diǎn)的數(shù)量。如果干擾信號(hào)較弱，應(yīng)減小接地長(zhǎng)度和連接。

5.利用各種儀器設(shè)備解決干擾問(wèn)題

屏蔽器的使用可以防止電源和線路的電磁輻射，規(guī)避干擾，在自動(dòng)化儀表系統(tǒng)中設(shè)置濾波器，可以消除電磁干擾，恢復(fù)儀表測(cè)量和控制能力，實(shí)現(xiàn)自我管理能力。另外，將絕緣材料放在儀表和放大器之間，增加兩者的距離，提高儀表運(yùn)行效率，更好控制生產(chǎn)過(guò)程;利用磁力耦合器，消除磁場(chǎng)效應(yīng)，都是解決電磁干擾的有效措施。

結(jié)束語(yǔ)：

儀器儀表在使用中經(jīng)常受到外部干擾，各種干擾總是并行發(fā)生，導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程受到影響。為此應(yīng)該在儀表的設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)采取綜合性的預(yù)防和控制措施，減少干擾源的出現(xiàn)、增加抗干擾儀器設(shè)備的使用、提高儀表核心功能零部件的制造工藝水平等，都會(huì)對(duì)儀表的可靠性使用起到保駕護(hù)航的作用。同時(shí)合理的抗干擾措施能夠提升自動(dòng)化儀表的運(yùn)行質(zhì)量，保證各行各業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，為高質(zhì)量發(fā)展起到不可估量的作用。

參考文獻(xiàn)：

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