曹學(xué)敏

摘 要：石化自動(dòng)化儀表的結(jié)構(gòu)比較特殊，在實(shí)際運(yùn)行中，容易受到各種因素的干擾。為確保自動(dòng)化儀表的可靠運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)采取有效的抗干擾措施。文章從石化自動(dòng)化儀表的干擾分析入手，提出石化自動(dòng)化儀表抗干擾措施，期望能夠?qū)x表的穩(wěn)定運(yùn)行有所幫助。

關(guān)鍵詞：石化;自動(dòng)化儀表;干擾;抑制

石化工業(yè)在能源供應(yīng)中具體不可替代的地位，正因如此，使得石化企業(yè)得到快速發(fā)展。為滿足生產(chǎn)需要，石化現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化儀表的數(shù)量不斷增多，但在使用中發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)化儀表很容易受到干擾，從而導(dǎo)致測(cè)量、控制精度降低，無法發(fā)揮出應(yīng)有的作用。為解決這一問題，應(yīng)當(dāng)采取行之有效的抗干擾措施。

1石化自動(dòng)化儀表的干擾分析

自動(dòng)化儀表是傳統(tǒng)儀表的技術(shù)革新，它由若干自動(dòng)化元件組合而成，自動(dòng)化程度高、功能強(qiáng)大是其較為突出的特點(diǎn)，如測(cè)量、顯示、記錄、控制、報(bào)警等等。在石化領(lǐng)域中，自動(dòng)化儀表現(xiàn)已成為不可或缺的部分，但由于一些因素的存在，使得自動(dòng)化儀表運(yùn)行中常常會(huì)受到干擾，影響了儀表的運(yùn)行可靠性。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)自動(dòng)化儀表產(chǎn)生干擾的來源主要有以下幾個(gè)方面：電磁干擾、機(jī)械干擾、光熱干擾、濕度干擾、化學(xué)干擾、輻射干擾等等。對(duì)石化自動(dòng)化儀表運(yùn)行影響最為嚴(yán)重的是電磁干擾，大體上可將之分為兩個(gè)部分，即內(nèi)部電磁干擾和外部電磁干擾。

1.1內(nèi)部電磁干擾

石化自動(dòng)化儀表的內(nèi)容電磁干擾包括以下幾個(gè)方面：現(xiàn)場(chǎng)不同信號(hào)線之間產(chǎn)生的串?dāng)_，如耦合、互感或互容引起的噪聲等;多點(diǎn)接地形成的電位差;數(shù)字電路接地與模擬電路接地產(chǎn)生的影響。

1.2來自于外部的電磁干擾

石化自動(dòng)化儀表會(huì)受到各種來自于外部的電磁干擾，具體包括：儀表周圍的電氣設(shè)備、高壓線路形成的電磁場(chǎng);直流電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾;接觸器的通斷過程;供電電源異常波動(dòng)等等。

2石化自動(dòng)化儀表抗干擾措施

為確保石化生產(chǎn)中，自動(dòng)化儀表能夠始終保持穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)采取行之有效的抗干擾措施，具體如下：

2.1優(yōu)化設(shè)計(jì)

自動(dòng)化儀表歸屬于控制系統(tǒng)的范疇，雖然該系統(tǒng)的規(guī)模有所差異，但結(jié)構(gòu)卻基本相同。為使系統(tǒng)具備良好的抗干擾能力，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)過程中采取有效的干擾抑制措施。如，對(duì)自動(dòng)化儀表控制中心的位置進(jìn)行選擇時(shí)，要盡可能避開強(qiáng)電環(huán)境，當(dāng)必須將儀表控制中心設(shè)置在大電流、高電壓的環(huán)境當(dāng)中時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)機(jī)房進(jìn)行屏蔽設(shè)計(jì)。同時(shí)，可在條件允許的情況下，為自動(dòng)化儀表提供單獨(dú)的供電回路，以此來減輕其它電氣設(shè)備啟停對(duì)電源產(chǎn)生的干擾[1]。此外，當(dāng)自動(dòng)化儀表需要對(duì)較遠(yuǎn)的對(duì)象進(jìn)行信號(hào)采集或控制時(shí)，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)中采取隔離措施，切斷儀表與外界在電路上的聯(lián)系，達(dá)到減輕干擾的目的。

2.2干擾抑制

電磁干擾是石化自動(dòng)化儀表的主要干擾源。因此，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施對(duì)此類干擾進(jìn)行有效抑制，為儀表可靠運(yùn)行提供保障。在電磁干擾的抑制中，常用且效果較好的措施有以下幾種：

2.2.1隔離

①電氣隔離。這種方法常被用于信號(hào)傳輸路徑當(dāng)中，經(jīng)過隔離處理后，兩部分線路在電氣上處于無任何連接的狀態(tài)，信息通過其它方式進(jìn)行傳遞。通過電氣隔離能夠?qū)Σ坏入娢划a(chǎn)生的干擾進(jìn)行有效抑制。目前，隔離效果比較好的裝置有隔離變壓器、光電耦合器，具體可按實(shí)際情況進(jìn)行合理選用。

②合理布線。對(duì)電纜進(jìn)行敷設(shè)的過程中，應(yīng)當(dāng)確保布線的合理性，使信號(hào)線遠(yuǎn)離干擾源。當(dāng)石化生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的動(dòng)力纜與信號(hào)纜采用平行的方式敷設(shè)時(shí)，為避免干擾，兩條線路要保持一定的距離，若是需要交叉布置，則應(yīng)當(dāng)相互垂直。如果導(dǎo)線需要穿套管后敷設(shè)，那么應(yīng)當(dāng)將電源線與信號(hào)線分開布置。需要特別注意的是，數(shù)字與模擬信號(hào)的電纜不得同管敷設(shè)，以免產(chǎn)生干擾。

2.2.2電磁屏蔽

電磁對(duì)石化現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化儀表產(chǎn)生的干擾，主要是以傳播的形式實(shí)現(xiàn)。而屏蔽能夠?qū)㈦姶诺膫鞑ヂ窂接行ё钄?，這樣便可達(dá)到抑制干擾的效果。正因如此，使得屏蔽成為自動(dòng)化儀表抗干擾的最佳途徑之一。電磁屏蔽的常規(guī)做法是借助金屬材料吸收或反射電磁波來抑制干擾[2]。如使用金屬將信號(hào)線包裹好，或是選用帶有屏蔽層的雙絞線。當(dāng)信號(hào)線扭絞在一起時(shí)，信號(hào)回路的包圍面積會(huì)隨之減少，這樣一來感應(yīng)電勢(shì)會(huì)大幅度降低。同時(shí)，兩根信號(hào)線與干擾源的距離基本相等，分布電容相同，經(jīng)感應(yīng)耦合后的差模干擾會(huì)大幅度減小。若是將屏蔽體加裝在干擾源的周圍，則可使干擾源被有效屏蔽，能夠使磁場(chǎng)對(duì)弱電信號(hào)的干擾得到有效抑制，進(jìn)而提高自動(dòng)化儀表的運(yùn)行可靠性。

2.2.3濾波

對(duì)于用電設(shè)備而言，其電源通常都是來自于交流端，該端的濾波裝置可以對(duì)共模和差模干擾進(jìn)行有效抑制，如電容電感濾波器。電源交流側(cè)引入的干擾以高頻為主，這個(gè)干擾的頻帶相對(duì)較寬，由于交流側(cè)在設(shè)計(jì)時(shí)采用的抗干擾措施只能抑制高頻不向外傳播，但卻無法完全消除高頻信號(hào)對(duì)自動(dòng)化儀表系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾。因此，針對(duì)直流信號(hào)，可在自動(dòng)化儀表的輸入端上設(shè)置一個(gè)濾波電路，這樣能夠使混雜在信號(hào)當(dāng)中的干擾衰減至最低程度，可將電容濾波作為首選，其對(duì)高頻干擾的抑制效果較好，并且還可能有效抑制諧波和雜波。

2.2.4接地

以電路作為立足點(diǎn)，電位的參考點(diǎn)為“地”，任何系統(tǒng)都必須有一個(gè)“地”。由于自動(dòng)化儀表歸屬于系統(tǒng)的范疇，所以它也需要有一個(gè)“地”作為電位參考點(diǎn)[3]。通常情況下，低壓電網(wǎng)的電位參考點(diǎn)是大地，自動(dòng)化儀表等控制系統(tǒng)的“地”以直流電源負(fù)極性端居多。通過可靠的工作接地，能夠達(dá)到自動(dòng)化儀表抗干擾的效果。在石化生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，工作接地能夠使與DCS系統(tǒng)相連接的自動(dòng)化儀表保持可靠的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而提高測(cè)量與控制精度。常用的接地方式有兩種，即屏蔽體接地和回路接地，可以將這兩種接地方式聯(lián)合使用，增強(qiáng)接地效果，解決干擾問題。

3結(jié)論

綜上所述，石化生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中的自動(dòng)化儀表隨處可見，其已成為必不可少的系統(tǒng)之一。為使該系統(tǒng)保持穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)對(duì)各種干擾因素進(jìn)行分析，并采取有效的方法和措施，提高儀表的抗干擾能力，確保石化生產(chǎn)有序進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 王永斌.石油化工裝置自動(dòng)化儀表的安裝及調(diào)試技術(shù)[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2020（7）：85-87.

[2] 馬靜，馬江山.石化行業(yè)自動(dòng)化控制儀表常見故障分析及其處理[J].化工管理，2020（6）：73-75.

[3] 王欽墨.石油化工行業(yè)自動(dòng)化儀表故障處理分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2020（5）：61-63.