仪器应用中的抗干扰技术

测控系统的可靠性直接影响现代工业生产设备的安全稳定运行，系统的抗干扰能力是整个系统可靠运行的关键。利用集散控制系统和现场总线技术，被控对象和被测信号一般分散在不同的地方，它们与控制站之间有适当的长距离。因此，信号线和控制线都可以是长线。其次，现场有很多高压设备，它们的启动和运行会对测控系统产生很大的影响。有一个问题特别突出，比如来自太空的辐射干扰和系统外的铅干扰。因此，除了有用信号之外，由于各种因素，还必须有一些与测量信号无关的电流或电压。在测量过程中，如果不能很好地处理这些干扰，将会影响测量结果，严重时甚至会使外观或计算机完全不能工作。许多实践表明，抗干扰功能对于各种电子测量设备来说是一个非常重要的问题，尤其是集散控制系统和现场总线技术的广泛使用和快速发展，这已经成为一个迫切需要讨论和处理的问题，因为干扰不仅会形成逻辑混乱，而且会使系统测控失败，从而降低货物质量，甚至会造成生产设备的损坏和故障。因此，在外观测控系统的规划、制造、设备及平时维护中，必须充分重视抗干扰技术。有更多的干扰源和干扰系统，因为测量和控制信号通常是微弱的DC或缓慢变化的空间辐射。干扰对测控系统的影响主要通过两条途径:一是直接辐射到计算机内部，受到电路诱导攻击的干扰；其次，计算机外围设备和通信网络的辐射被外围设备和通信线路的感应干扰。干扰传输的方式有两种:一种是干扰通过传感器电源或公共信号外的电源串联的电网，即电源分配器；其次，信号线受到空间电磁辐射感应的干扰，严重时会导致元件损坏、逻辑错误和大系统故障。接地系统的干扰主要是接地系统的紊乱:测控系统的屏蔽接地线、机箱接地线、信号接地线、电源接地线和交流电源接地线引起的噪声耦合干扰。综上所述，我们可以总结出各种干扰源(噪声源)干扰测量设备和检测系统的电流(电压)，需要具备三个要素:(1)噪声源；⑵对噪声敏感的电路；⑶噪声源与轴承电路之间的传输路径。由于一般的抗干扰技术构成了测量设备和检测系统对噪声干扰的“三要素”，因此，消除和减少噪声干扰的方法也应针对三个要素，即:(1)消除或抑制噪声源；⑵阻断和干扰传输路径；⑶削弱轴承回路对噪声干扰的敏感性。上述三种方法都归因于硬件方法。随着微型计算机在工业生产中的应用，智能传感器和智能仪表的广泛应用，软件中采用了数字滤波、数字处理等多种抑制干扰的方法和手段，大大提高了仪表测控系统的安全水平。以上方法一般采用阻塞、屏蔽、抑制、接地维护和软件技巧来完成，这些技巧将在下面介绍。屏障有两层含义:第一，它是可靠的绝缘，即保证电线之间不会有漏电流，所以电线绝缘材料的耐压等级和绝缘电阻必须符合规定；另一个是合理布线，即要求信号线尽可能避免干扰源。例如，当电源线和信号线平行敷设时，它们之间必须保持一定的距离，并且在穿插时它们应该尽可能直。当电线穿过管道时，电源线和信号线应在不同的导管中。信号幅度不同的信号线不应穿在同一导管中。铺设金属线槽时，不同价值的电线、电缆和电源线应由金属隔板隔开。同一根多芯电缆中不应有不同幅度的信号线。屏蔽和抑制是用金属导体将被屏蔽的元件、组件、电路和信号线包围起来，主要用于抑制电偶噪声耦合，起到一定的磁屏蔽作用。另外，用双绞线代替两条平行线是抑制磁场干扰的有效方法。接地维护是指设备和人身安全的维护以及接地后干扰的抑制。一般分为屏蔽接地、本质安全接地、维护接地和信号电路接地。分别介绍如下:(1)维护接地是指在正常情况下，电气设备的一些不带电的金属和用电设备与接地体之间形成良好的金属连接。如果外面板意外充电，接地短路电流主要通过接地电阻；⑵操作接地是为了保证正常运行的准确可靠的外观，包括信号电路接地、屏蔽接地和本质安全外观接地。软件抗干扰技巧:工业现场复杂环境下的硬件抗干扰方法是无能为力的，例如工业计算机崩溃或操作错误。这将给生产带来可怕的结果，因此使用软件抗干扰方法来避免和减轻这些意外事件是至关重要的。常用的软件抗干扰技巧有:实时操作控制软件过程中的自我监控方法、实时操作控制系统的相互监控方法和原始数据备份方法。在实际操作中使用抗干扰技能1。实施技能转换以消除系统干扰。改造关键单元的联锁规划33吨/小时制粒机是中国的大型捏合单元，有294个温度、压力、流量、振动等联锁和报警控制点。当发生异常攻击时，联锁控制程序确保机组安全停车。然而，由于计划人员经验不足、思维不清，机组启动后多次出现温度联锁控制误操作，导致捏合机停车，给设备生产带来很大压力。经过熟练人员处理后，部分误操作点被解除，但温度联锁点因频繁误操作不得不暂时取消联锁并保存报警。虽然机组可以启动，但临时拆除31个联锁点给生产带来了很大的压力和安全隐患，温度误报警频繁发生，给操作人员带来了很大的思想压力。因此，尽快找出处理方法，将康复联锁放在事业部领导和技术人员面前。在安排熟练人员后，分析控制系统的规划、建设和运行。发现规划考虑不周，控制面板温度过高，控制电缆屏蔽不好，二次外观为塑料外壳，电源为220伏交流电，严重干扰了原信号微弱的一次检测元件热电偶测量电路的中压信号，导致二次外观经常误操作。在清楚地分析问题之后，我们可以通过改进系统来处理它们。(1)、将检查元件从热电偶到热电阻，增强信号抗干扰能力。⑵将控制电缆改为屏蔽电缆，以减少信号干扰。⑶。辅助控制指示灯从220伏交流电变为24伏直流电，以降低控制面板的温度和信号干扰。⑷在控制面板上增加排气扇以降低温度。⑸严格安排施工，确保质量。经过上述运行，机组联锁运行在停运一年后投入使用，对公司级大型机组的稳定运行起到了至关重要的作用。2.年产20万吨聚丙烯装置是我国引进世界的气相本体生产工艺，采用阻断和屏蔽抗干扰技术，保证了分散控制系统的稳定运行，消除了生产隐患，外部测控系统的控制回路占很大比重。但是，由于规划、施工等因素的影响，设备刚启动时，经常出现外观误停车，给生产带来不良影响，同时DCS卡也不时损坏。经分析，该系统电气至外观控制电缆的屏蔽和闭锁方法不佳，形成分散控制系统的DI卡不时感应出170 ~ 200伏电压，导致分散控制系统逻辑误操作，甚至形成设备停车。在这方面，对严重影响生产的30多套信号线增加闭锁继电器面板和更换屏蔽控制电缆取得了明显效果。3.减少远程通信传输控制，消除信号干扰。某设备的关键压缩机控制系统规划有现场控制面板和中央控制室控制面板。中央控制室控制面板主要用于压缩机控制安全联锁逻辑。除现场启动操作外，现场控制面板还计划具有一些手动控制功能。其中，压缩机防喘振控制阀可在现场手动和自动控制方式之间切换。其中一些控制通过远程通信传输连接在主控室和现场之间，在调试阶段一切正常。但是，设备启动后，由于信号干扰严重，压缩机防喘振控制阀不时手动切换，现场无人操作，重复形成联锁停车。此后，通信信号线更新，情况略有改善，但偶尔有信号干扰，导致联锁停车。经过技术人员的反复分析，认为主要设备的电缆桥架控制电缆敷设由于各种因素不能标准化，干扰大，设备的通信信号不能完美运行。从实际情况来看，压缩机控制信号的扰动主要影响防喘振控制阀的切换方式。在正常行驶时，我们选择自动控制防喘振控制阀的开度，在异常运行时，我们在现场手动控制防喘振控制阀的开度。经过仔细论证，将现场面板的部分通信控制移至主控板更加安全可靠，实施后效果良好，无信号干扰造成压缩机停车故障。在规划新设备的压缩机运行时，我们建议外方选择这一方案，并取得了显著的效果。由于我们所有人的共同努力，设备成功启动的杰出成就得以实现。