曹學(xué)敏

摘 要：石化自動化儀表的結(jié)構(gòu)比較特殊，在實際運(yùn)行中，容易受到各種因素的干擾。為確保自動化儀表的可靠運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)采取有效的抗干擾措施。文章從石化自動化儀表的干擾分析入手，提出石化自動化儀表抗干擾措施，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)場自動化儀表的數(shù)量不斷增多，但在使用中發(fā)現(xiàn)，自動化儀表很容易受到干擾，從而導(dǎo)致測量、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石化自動化儀表的干擾分析

自動化儀表是傳統(tǒng)儀表的技術(shù)革新，它由若干自動化元件組合而成，自動化程度高、功能強(qiáng)大是其較為突出的特點，如測量、顯示、記錄、控制、報警等等。在石化領(lǐng)域中，自動化儀表現(xiàn)已成為不可或缺的部分，但由于一些因素的存在，使得自動化儀表運(yùn)行中常常會受到干擾，影響了儀表的運(yùn)行可靠性。生產(chǎn)現(xiàn)場對自動化儀表產(chǎn)生干擾的來源主要有以下幾個方面：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。對石化自動化儀表運(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

石化自動化儀表的內(nèi)容電磁干擾包括以下幾個方面：現(xiàn)場不同信號線之間產(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

石化自動化儀表會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;直流電動機(jī)、電焊機(jī)運(yùn)行時產(chǎn)生的電磁干擾;接觸器的通斷過程;供電電源異常波動等等。

2石化自動化儀表抗干擾措施

為確保石化生產(chǎn)中，自動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

自動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)計過程中采取有效的干擾抑制措施。如，對自動化儀表控制中心的位置進(jìn)行選擇時，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，應(yīng)當(dāng)對機(jī)房進(jìn)行屏蔽設(shè)計。同時，可在條件允許的情況下，為自動化儀表提供單獨的供電回路，以此來減輕其它電氣設(shè)備啟停對電源產(chǎn)生的干擾[1]。此外，當(dāng)自動化儀表需要對較遠(yuǎn)的對象進(jìn)行信號采集或控制時，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計中采取隔離措施，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化儀表的主要干擾源。因此，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施對此類干擾進(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，具體可按實際情況進(jìn)行合理選用。

②合理布線。對電纜進(jìn)行敷設(shè)的過程中，應(yīng)當(dāng)確保布線的合理性，使信號線遠(yuǎn)離干擾源。當(dāng)石化生產(chǎn)現(xiàn)場內(nèi)的動力纜與信號纜采用平行的方式敷設(shè)時，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)將電源線與信號線分開布置。需要特別注意的是，數(shù)字與模擬信號的電纜不得同管敷設(shè)，以免產(chǎn)生干擾。

2.2.2電磁屏蔽

電磁對石化現(xiàn)場自動化儀表產(chǎn)生的干擾，主要是以傳播的形式實現(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]。如使用金屬將信號線包裹好，或是選用帶有屏蔽層的雙絞線。當(dāng)信號線扭絞在一起時，信號回路的包圍面積會隨之減少，這樣一來感應(yīng)電勢會大幅度降低。同時，兩根信號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，能夠使磁場對弱電信號的干擾得到有效抑制，進(jìn)而提高自動化儀表的運(yùn)行可靠性。

2.2.3濾波

對于用電設(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，這個干擾的頻帶相對較寬，由于交流側(cè)在設(shè)計時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對自動化儀表系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾。因此，針對直流信號，可在自動化儀表的輸入端上設(shè)置一個濾波電路，這樣能夠使混雜在信號當(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，電位的參考點為“地”，任何系統(tǒng)都必須有一個“地”。由于自動化儀表歸屬于系統(tǒng)的范疇，所以它也需要有一個“地”作為電位參考點[3]。通常情況下，低壓電網(wǎng)的電位參考點是大地，自動化儀表等控制系統(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)到自動化儀表抗干擾的效果。在石化生產(chǎn)現(xiàn)場，工作接地能夠使與DCS系統(tǒng)相連接的自動化儀表保持可靠的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而提高測量與控制精度。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)場中的自動化儀表隨處可見，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.石油化工裝置自動化儀表的安裝及調(diào)試技術(shù)[J].化工設(shè)計通訊，2020（7）：85-87.

[2] 馬靜，馬江山.石化行業(yè)自動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.