论文部分内容阅读
摘 要：石化自动化仪表的结构比较特殊，在实际运行中，容易受到各种因素的干扰。为确保自动化仪表的可靠运行，应当采取有效的抗干扰措施。文章从石化自动化仪表的干扰分析入手，提出石化自动化仪表抗干扰措施，期望能够对仪表的稳定运行有所帮助。
关键词：石化;自动化仪表;干扰;抑制
石化工业在能源供应中具体不可替代的地位，正因如此，使得石化企业得到快速发展。为满足生产需要，石化现场自动化仪表的数量不断增多，但在使用中发现，自动化仪表很容易受到干扰，从而导致测量、控制精度降低，无法发挥出应有的作用。为解决这一问题，应当采取行之有效的抗干扰措施。
1石化自动化仪表的干扰分析
自动化仪表是传统仪表的技术革新，它由若干自动化元件组合而成，自动化程度高、功能强大是其较为突出的特点，如测量、显示、记录、控制、报警等等。在石化领域中，自动化仪表现已成为不可或缺的部分，但由于一些因素的存在，使得自动化仪表运行中常常会受到干扰，影响了仪表的运行可靠性。生产现场对自动化仪表产生干扰的来源主要有以下几个方面：电磁干扰、机械干扰、光热干扰、湿度干扰、化学干扰、辐射干扰等等。对石化自动化仪表运行影响最为严重的是电磁干扰，大体上可将之分为两个部分，即内部电磁干扰和外部电磁干扰。
1.1内部电磁干扰
石化自动化仪表的内容电磁干扰包括以下几个方面：现场不同信号线之间产生的串扰，如耦合、互感或互容引起的噪声等;多点接地形成的电位差;数字电路接地与模拟电路接地产生的影响。
1.2来自于外部的电磁干扰
石化自动化仪表会受到各种来自于外部的电磁干扰，具体包括：仪表周围的电气设备、高压线路形成的电磁场;直流电动机、电焊机运行时产生的电磁干扰;接触器的通断过程;供电电源异常波动等等。
2石化自动化仪表抗干扰措施
为确保石化生产中，自动化仪表能够始终保持稳定、可靠的运行状态，应当采取行之有效的抗干扰措施，具体如下：
2.1优化设计
自动化仪表归属于控制系统的范畴，虽然该系统的规模有所差异，但结构却基本相同。为使系统具备良好的抗干扰能力，应当在设计过程中采取有效的干扰抑制措施。如，对自动化仪表控制中心的位置进行选择时，要尽可能避开强电环境，当必须将仪表控制中心设置在大电流、高电压的环境当中时，应当对机房进行屏蔽设计。同时，可在条件允许的情况下，为自动化仪表提供单独的供电回路，以此来减轻其它电气设备启停对电源产生的干扰[1]。此外，当自动化仪表需要对较远的对象进行信号采集或控制时，应当在设计中采取隔离措施，切断仪表与外界在电路上的联系，达到减轻干扰的目的。
2.2干扰抑制
电磁干扰是石化自动化仪表的主要干扰源。因此，应当采取相应的措施对此类干扰进行有效抑制，为仪表可靠运行提供保障。在电磁干扰的抑制中，常用且效果较好的措施有以下几种：
2.2.1隔离
①电气隔离。这种方法常被用于信号传输路径当中，经过隔离处理后，两部分线路在电气上处于无任何连接的状态，信息通过其它方式进行传递。通过电气隔离能够对不等电位产生的干扰进行有效抑制。目前，隔离效果比较好的装置有隔离变压器、光电耦合器，具体可按实际情况进行合理选用。
②合理布线。对电缆进行敷设的过程中，应当确保布线的合理性，使信號线远离干扰源。当石化生产现场内的动力缆与信号缆采用平行的方式敷设时，为避免干扰，两条线路要保持一定的距离，若是需要交叉布置，则应当相互垂直。如果导线需要穿套管后敷设，那么应当将电源线与信号线分开布置。需要特别注意的是，数字与模拟信号的电缆不得同管敷设，以免产生干扰。
2.2.2电磁屏蔽
电磁对石化现场自动化仪表产生的干扰，主要是以传播的形式实现。而屏蔽能够将电磁的传播路径有效阻断，这样便可达到抑制干扰的效果。正因如此，使得屏蔽成为自动化仪表抗干扰的最佳途径之一。电磁屏蔽的常规做法是借助金属材料吸收或反射电磁波来抑制干扰[2]。如使用金属将信号线包裹好，或是选用带有屏蔽层的双绞线。当信号线扭绞在一起时，信号回路的包围面积会随之减少，这样一来感应电势会大幅度降低。同时，两根信号线与干扰源的距离基本相等，分布电容相同，经感应耦合后的差模干扰会大幅度减小。若是将屏蔽体加装在干扰源的周围，则可使干扰源被有效屏蔽，能够使磁场对弱电信号的干扰得到有效抑制，进而提高自动化仪表的运行可靠性。
2.2.3滤波
对于用电设备而言，其电源通常都是来自于交流端，该端的滤波装置可以对共模和差模干扰进行有效抑制，如电容电感滤波器。电源交流侧引入的干扰以高频为主，这个干扰的频带相对较宽，由于交流侧在设计时采用的抗干扰措施只能抑制高频不向外传播，但却无法完全消除高频信号对自动化仪表系统产生的干扰。因此，针对直流信号，可在自动化仪表的输入端上设置一个滤波电路，这样能够使混杂在信号当中的干扰衰减至最低程度，可将电容滤波作为首选，其对高频干扰的抑制效果较好，并且还可能有效抑制谐波和杂波。
2.2.4接地
以电路作为立足点，电位的参考点为“地”，任何系统都必须有一个“地”。由于自动化仪表归属于系统的范畴，所以它也需要有一个“地”作为电位参考点[3]。通常情况下，低压电网的电位参考点是大地，自动化仪表等控制系统的“地”以直流电源负极性端居多。通过可靠的工作接地，能够达到自动化仪表抗干扰的效果。在石化生产现场，工作接地能够使与DCS系统相连接的自动化仪表保持可靠的运行状态，进而提高测量与控制精度。常用的接地方式有两种，即屏蔽体接地和回路接地，可以将这两种接地方式联合使用，增强接地效果，解决干扰问题。
3结论
综上所述，石化生产现场中的自动化仪表随处可见，其已成为必不可少的系统之一。为使该系统保持稳定、可靠的运行状态，应当对各种干扰因素进行分析，并采取有效的方法和措施，提高仪表的抗干扰能力，确保石化生产有序进行。
参考文献
[1] 王永斌.石油化工装置自动化仪表的安装及调试技术[J].化工设计通讯，2020（7）：85-87.
[2] 马静，马江山.石化行业自动化控制仪表常见故障分析及其处理[J].化工管理，2020（6）：73-75.
[3] 王钦墨.石油化工行业自动化仪表故障处理分析[J].中国石油和化工标准与质量，2020（5）：61-63.
关键词：石化;自动化仪表;干扰;抑制
石化工业在能源供应中具体不可替代的地位，正因如此，使得石化企业得到快速发展。为满足生产需要，石化现场自动化仪表的数量不断增多，但在使用中发现，自动化仪表很容易受到干扰，从而导致测量、控制精度降低，无法发挥出应有的作用。为解决这一问题，应当采取行之有效的抗干扰措施。
1石化自动化仪表的干扰分析
自动化仪表是传统仪表的技术革新，它由若干自动化元件组合而成，自动化程度高、功能强大是其较为突出的特点，如测量、显示、记录、控制、报警等等。在石化领域中，自动化仪表现已成为不可或缺的部分，但由于一些因素的存在，使得自动化仪表运行中常常会受到干扰，影响了仪表的运行可靠性。生产现场对自动化仪表产生干扰的来源主要有以下几个方面：电磁干扰、机械干扰、光热干扰、湿度干扰、化学干扰、辐射干扰等等。对石化自动化仪表运行影响最为严重的是电磁干扰，大体上可将之分为两个部分，即内部电磁干扰和外部电磁干扰。
1.1内部电磁干扰
石化自动化仪表的内容电磁干扰包括以下几个方面：现场不同信号线之间产生的串扰，如耦合、互感或互容引起的噪声等;多点接地形成的电位差;数字电路接地与模拟电路接地产生的影响。
1.2来自于外部的电磁干扰
石化自动化仪表会受到各种来自于外部的电磁干扰，具体包括：仪表周围的电气设备、高压线路形成的电磁场;直流电动机、电焊机运行时产生的电磁干扰;接触器的通断过程;供电电源异常波动等等。
2石化自动化仪表抗干扰措施
为确保石化生产中，自动化仪表能够始终保持稳定、可靠的运行状态，应当采取行之有效的抗干扰措施，具体如下：
2.1优化设计
自动化仪表归属于控制系统的范畴，虽然该系统的规模有所差异，但结构却基本相同。为使系统具备良好的抗干扰能力，应当在设计过程中采取有效的干扰抑制措施。如，对自动化仪表控制中心的位置进行选择时，要尽可能避开强电环境，当必须将仪表控制中心设置在大电流、高电压的环境当中时，应当对机房进行屏蔽设计。同时，可在条件允许的情况下，为自动化仪表提供单独的供电回路，以此来减轻其它电气设备启停对电源产生的干扰[1]。此外，当自动化仪表需要对较远的对象进行信号采集或控制时，应当在设计中采取隔离措施，切断仪表与外界在电路上的联系，达到减轻干扰的目的。
2.2干扰抑制
电磁干扰是石化自动化仪表的主要干扰源。因此，应当采取相应的措施对此类干扰进行有效抑制，为仪表可靠运行提供保障。在电磁干扰的抑制中，常用且效果较好的措施有以下几种：
2.2.1隔离
①电气隔离。这种方法常被用于信号传输路径当中，经过隔离处理后，两部分线路在电气上处于无任何连接的状态，信息通过其它方式进行传递。通过电气隔离能够对不等电位产生的干扰进行有效抑制。目前，隔离效果比较好的装置有隔离变压器、光电耦合器，具体可按实际情况进行合理选用。
②合理布线。对电缆进行敷设的过程中，应当确保布线的合理性，使信號线远离干扰源。当石化生产现场内的动力缆与信号缆采用平行的方式敷设时，为避免干扰，两条线路要保持一定的距离，若是需要交叉布置，则应当相互垂直。如果导线需要穿套管后敷设，那么应当将电源线与信号线分开布置。需要特别注意的是，数字与模拟信号的电缆不得同管敷设，以免产生干扰。
2.2.2电磁屏蔽
电磁对石化现场自动化仪表产生的干扰，主要是以传播的形式实现。而屏蔽能够将电磁的传播路径有效阻断，这样便可达到抑制干扰的效果。正因如此，使得屏蔽成为自动化仪表抗干扰的最佳途径之一。电磁屏蔽的常规做法是借助金属材料吸收或反射电磁波来抑制干扰[2]。如使用金属将信号线包裹好，或是选用带有屏蔽层的双绞线。当信号线扭绞在一起时，信号回路的包围面积会随之减少，这样一来感应电势会大幅度降低。同时，两根信号线与干扰源的距离基本相等，分布电容相同，经感应耦合后的差模干扰会大幅度减小。若是将屏蔽体加装在干扰源的周围，则可使干扰源被有效屏蔽，能够使磁场对弱电信号的干扰得到有效抑制，进而提高自动化仪表的运行可靠性。
2.2.3滤波
对于用电设备而言，其电源通常都是来自于交流端，该端的滤波装置可以对共模和差模干扰进行有效抑制，如电容电感滤波器。电源交流侧引入的干扰以高频为主，这个干扰的频带相对较宽，由于交流侧在设计时采用的抗干扰措施只能抑制高频不向外传播，但却无法完全消除高频信号对自动化仪表系统产生的干扰。因此，针对直流信号，可在自动化仪表的输入端上设置一个滤波电路，这样能够使混杂在信号当中的干扰衰减至最低程度，可将电容滤波作为首选，其对高频干扰的抑制效果较好，并且还可能有效抑制谐波和杂波。
2.2.4接地
以电路作为立足点，电位的参考点为“地”，任何系统都必须有一个“地”。由于自动化仪表归属于系统的范畴，所以它也需要有一个“地”作为电位参考点[3]。通常情况下，低压电网的电位参考点是大地，自动化仪表等控制系统的“地”以直流电源负极性端居多。通过可靠的工作接地，能够达到自动化仪表抗干扰的效果。在石化生产现场，工作接地能够使与DCS系统相连接的自动化仪表保持可靠的运行状态，进而提高测量与控制精度。常用的接地方式有两种，即屏蔽体接地和回路接地，可以将这两种接地方式联合使用，增强接地效果，解决干扰问题。
3结论
综上所述，石化生产现场中的自动化仪表随处可见，其已成为必不可少的系统之一。为使该系统保持稳定、可靠的运行状态，应当对各种干扰因素进行分析，并采取有效的方法和措施，提高仪表的抗干扰能力，确保石化生产有序进行。
参考文献
[1] 王永斌.石油化工装置自动化仪表的安装及调试技术[J].化工设计通讯，2020（7）：85-87.
[2] 马静，马江山.石化行业自动化控制仪表常见故障分析及其处理[J].化工管理，2020（6）：73-75.
[3] 王钦墨.石油化工行业自动化仪表故障处理分析[J].中国石油和化工标准与质量，2020（5）：61-63.