相關產品推薦（jiàn）更多 >>
鹽酸電磁流量計等儀表在自控儀表係統中的防幹擾策略
點擊次數：1867 發布時間：2020-08-06 14:08:00
近些年來，隨著社會生產自動化（huà）水平的不（bú）斷提升，自動化控製儀表已被逐漸應用（yòng）到了生產過程中。各項儀表的應用為工作人員了解機（jī）械運（yùn）行狀態、壓力情況，以及生產環境情況提供了量化的指標。自類自控儀表的功能在於對流量、液位、濃度、溫度等指（zhǐ）標進行監測，判斷生產環境是否存在風險。一（yī）旦儀表發生幹擾，監測的功能將無法實現。自動化控製儀表受到電磁波、機械運行以及運行溫（wēn）度與濕度等因素的影響，很容易被幹擾，進而導致儀表的顯示數值出（chū）現誤差。可見，為進一步提高生產效率及安全（quán）性，有（yǒu）必要對儀表的防幹擾問題進行研（yán）究。基於此，本（běn）文簡（jiǎn）要介（jiè）紹了自控儀表（biǎo）的常（cháng）見類型，並分（fèn）析了幹擾的表現。重點以ControlLogix係統為例，對其在（zài）防幹擾方麵的實踐進行了總結，並觀察了防幹擾效果，僅（jǐn）供相關人員參考。
1自控儀表（biǎo）常見（jiàn）類型
1.1鹽酸電（diàn）磁流量計為化工生產（chǎn）所應用的主要儀表類型，由磁路係統、測量導（dǎo）管、電*、轉換器等部分構成。其（qí）中，磁路係統為儀（yí）表的核心部分。該係統（tǒng）的作用在於（yú）產（chǎn）生磁場。通過測量導管內導電介質流量的方式，對生（shēng）產過程中電力係統運行情況進行觀察。以判斷電力係（xì）統的性能是否能夠穩定發揮。鹽酸電（diàn）磁流量計使用（yòng）過程中的常見幹擾以電磁幹擾（rǎo）為（wéi）主（zhǔ）。除此（cǐ）之外，內部元件的（de）質（zhì）量以及接線情況，同樣會對其性能產生影響（xiǎng）。可見（jiàn），為提高（gāo）生產效率及安全性，積*預防上述幹（gàn）擾是關鍵。
1.2液位計
液位計，屬於物位儀表的一種，包括投入式液位計、磁浮球液位計（jì），磁浮子液位計等多種類型。將其應（yīng）用到化工生產行業（yè），能（néng）夠（gòu）有效明確液體的位置。隨著液體（tǐ）位置的變化，浮子會隨（suí）之發生變化。此時，液位的高度，既可清晰的體現（xiàn）在儀表當中。磁浮子式儀表，由液位傳感器及信（xìn）號轉（zhuǎn）換（huàn）器兩部分構（gòu）成。當液體位置發生變化時（shí），磁位傳感器可隨之對其位置進行測量（liàng）。並將測量所得到的信息傳輸至信號轉換（huàn）器當（dāng）中。信號轉換器接收到信號後，可立即將其轉換為可顯示的信號，並（bìng）將（jiāng）其輸出，*終完成液位監測的過（guò）程。
1.3濃度計
根據測量原理的不同，可將濃度計分為旋轉式、動刀式、定刀式、電量式等多種。該儀表的功（gōng）能（néng），主要在於對液體中物質的濃度進行測量（liàng）。HGY2058型酸（suān）堿鹽濃（nóng）度計屬於（yú）在（zài）線監測濃度計的（de）一種。儀器可與傳感器相連接，在不與被測（cè）介質接觸的情況下，對具有強烈腐蝕性的介質的濃度進行檢測。將該儀（yí）器應用到化工生產（chǎn）行業中，能夠使工作人（rén）員及（jí）時的掌握各項濃（nóng）度指標（biāo）。進而通過對指標的調整，提高化工（gōng）生產質量及安全性。
2自控儀表係統（tǒng）的幹擾表現
2.1電磁幹擾
電磁幹擾，為鹽酸電磁流量計、液位計，以及濃度計的常見幹擾類型（xíng）。鑒於上述儀器的功能，均需在電（diàn）磁（cí）環境下發揮。因此（cǐ）一旦產生電磁幹（gàn）擾，儀器測量指標的準確度必（bì）然會受到影響。儀表運行（háng）過程中，電與磁可經電（diàn）路與磁路對儀表產生幹擾。如儀（yí）表運行周圍（wéi）環境存在強磁場，則測量儀表的電路與導（dǎo）線時，往（wǎng）往可見明顯的幹擾電（diàn）壓。上述現象表明，儀表周圍的（de）電磁環境已經對其運行（háng）的（de）可靠性，及其參數顯示的準確度造成了影響。需立即給予解決，以防（fáng）增（zēng）加化工生產的風險。
2.2機（jī）械幹擾
化工生產的過程中，因機械幹（gàn）擾所導致的儀表參數不準（zhǔn）確的問（wèn）題時有發（fā）生。導致機械幹（gàn）擾問題出現的原因，與施工人員震動、敲打、衝擊等工作的執行有（yǒu）關。自控儀表係統中，各項（xiàng）元（yuán）件，均具有（yǒu）*強的精密度及靈敏性。受外力（lì）衝擊後，*容易出現變形（xíng）、錯（cuò）位、連接線變動等情況。部分儀表的指針同樣會出現變化。可見，提高（gāo）儀表運（yùn）行的穩定性及安全性，並在嚴格控製機械運行狀（zhuàng）態的基礎上，采用相應（yīng）係統，對其相應指標（biāo）進行監測是關鍵。
2.3環境幹擾
儀表運行過程（chéng）中，溫度與（yǔ）濕度（dù）的變化均會對其造成幹擾。化（huà）工生產行業（yè）鹽酸電磁流量（liàng）計、液位儀及濃度計中，均含有大量的半導體。半導體的功能主要在於導電。而其導電能力，則與（yǔ）光的變化顯著（zhe）相（xiàng）關。因此，如光的變化幅度過大，儀表的導電（diàn）性能及其運行（háng）狀態，必然會受到影響。另外，因環境濕度過大所誘發的漏電與膨脹現象，以及因環境溫度過高而誘發的電路器件參數的變化（huà），同樣會對自控儀（yí）表係統造成幹擾。
3自控儀表係統的防幹擾策略（luè）
3.1ControlLogix係統的構成
將ControlLogix係（xì）統應用到自控儀表（biǎo）係統之中，能夠有效提高儀器的抗幹擾性能。該係統主要由Logix5560處理器、ControlLogixI/O模塊、ControlLogix背板，以及電源等部分構成。包括（kuò）設備層、控製層、信息（xī）層三（sān）大層麵。其（qí）中，設備層的功能，在於對“鹽酸電磁流量計”、“液位計”以及“濃度計”的使用期限，及（jí）其故障（zhàng）情況進行管理。控製（zhì）層的功能，在於具體實現（xiàn）對儀表運行情況的優化控製。信息層的功能（néng），則在（zài）於提（tí）取（qǔ）係統所生成的（de）信息，判斷儀表的運行是否麵臨著被幹擾的風險。
3.2防幹擾策略
（1）濾波（bō）方案
ControlLogix係統可與濾波器相互連接，達（dá）到減少（shǎo）自控儀表係統幹擾的目的。濾波（bō）器運行（háng）過程（chéng）中，能夠（gòu）對經導線耦合到電路的幹擾進行實時的抑製。當儀表運行環境周（zhōu）圍信號（hào）以及（jí）噪聲頻率過高時。ControlLogix係統（tǒng）可立即采集上述信息，並將存儲在數據庫（kù）中，對信息（xī）進行分析。分析完（wán）成後的信息（xī），會被傳輸給濾波（bō）器。此時，濾波器會立即被接入至傳輸通道中，發揮濾（lǜ）波的功效。*終達到減少衰減噪聲、提高信噪比的目的。使各項儀（yí）表運行過程中所麵臨的（de）幹（gàn）擾問題得到解決，提高儀表參數的準（zhǔn）確度。
（2）控製電源
在化工（gōng）生產過程中，各項儀表（biǎo）因震動問（wèn）題而被幹擾難以有效避免。儀表（biǎo）被（bèi）幹擾後，將幹擾控製在一定範圍（wéi）內，是確保生產過程能夠繼續進行的關鍵。自控儀表係統的電源配置過程中，不同電源的異常自（zì）動切（qiē）斷電路，均可相互聯通。當某一儀表（biǎo）出現異常時，該儀表（biǎo）無法被隔（gé）離，幹擾則會隨（suí）之產生。為解決上（shàng）述問題，可（kě）將ControlLogix係（xì）統應用到幹擾的抑製過程中。在此基礎上（shàng），對係統進行冗餘配置。當某一儀表發生（shēng）機械幹擾後，ControlLogix係統會立即（jí）發揮其冗餘功能，將（jiāng）該儀表切斷並進行隔離，避免幹擾的影（yǐng）響範圍擴大化。
（3）優化環境
ControlLogix係統（tǒng），可對鹽酸電磁流量計等儀表的運行環境進行監測，發（fā）現溫度、濕度與光環境出（chū）現異常時（shí），會立即預警，提醒有（yǒu）關人員給予處理。例如：本化工企業曾（céng）發生一起鹽酸電磁流量（liàng）計失靈事件。事件發生（shēng）當日，環境溫度較高。加之（zhī）空氣濕（shī）度較大，因（yīn）此鹽酸電磁流量計的參數出現了異常。事件（jiàn）發生後，工作人員及時收到（dào）了ControlLogix係統（tǒng）的預警信息，並及時對環境溫度進行了調整，使幹擾問題得到了解決。這表明優化環境較為重要。
3.3防幹擾效（xiào）果
本生產企業（yè）於2009年初引進了ControlLogix係統，並將其應用到了自（zì）動化係統當中。通（tōng）過對係統應用前後各自（zì）控儀表運行情況的觀察發現：1）係統（tǒng）應用（yòng）前：鹽酸電磁流量計、液位計、濃度計年均因被幹擾而發生故障的次數每年20多次，因（yīn）維（wéi）修儀表而花費（fèi）的成本（běn）為17萬元。2）係統應用（yòng）後（hòu）：鹽（yán）酸電磁流量計、液位計、濃度計年均（jun1）因（yīn）被（bèi）幹擾而發生故障的次數，分別為2次、0次及1次。幹擾發生後，工作人員在ControlLogix係統的預警指示（shì）下，立即排（pái）除了幹擾源，並將幹擾維護費用降低到了（le）3.9萬元，對比發現，ControlLogix係統的應用，取得良好的（de）效（xiào）果。
4結（jié）語
綜上所（suǒ）述，對自（zì）控儀表係統防幹（gàn）擾策略（luè）的研究，為（wéi）ControlLogix係統的普（pǔ）及（jí）應（yīng）用，以及（jí）我國各行業儀表運行穩定性的提升，提供了重要的借鑒資（zī）料。且一定（dìng）程度上減少（shǎo）了電磁幹擾、增強了機械（xiè）性（xìng）能、優化了（le）儀表的運行環境。未來，我國各領域應視自控儀表及其常見幹擾的類型，通過應用濾波技術、控製電源，以（yǐ）及優（yōu）化環境等方式，達到抗幹（gàn）擾的目的，使儀表的性能得以進一步增強。
1自控儀表（biǎo）常見（jiàn）類型
1.1鹽酸電（diàn）磁流量計為化工生產（chǎn）所應用的主要儀表類型，由磁路係統、測量導（dǎo）管、電*、轉換器等部分構成。其（qí）中，磁路係統為儀（yí）表的核心部分。該係統（tǒng）的作用在於（yú）產（chǎn）生磁場。通過測量導管內導電介質流量的方式，對生（shēng）產過程中電力係統運行情況進行觀察。以判斷電力係（xì）統的性能是否能夠穩定發揮。鹽酸電（diàn）磁流量計使用（yòng）過程中的常見幹擾以電磁幹擾（rǎo）為（wéi）主（zhǔ）。除此（cǐ）之外，內部元件的（de）質（zhì）量以及接線情況，同樣會對其性能產生影響（xiǎng）。可見（jiàn），為提高（gāo）生產效率及安全性，積*預防上述幹（gàn）擾是關鍵。
1.2液位計
液位計，屬於物位儀表的一種，包括投入式液位計、磁浮球液位計（jì），磁浮子液位計等多種類型。將其應（yīng）用到化工生產行業（yè），能（néng）夠（gòu）有效明確液體的位置。隨著液體（tǐ）位置的變化，浮子會隨（suí）之發生變化。此時，液位的高度，既可清晰的體現（xiàn）在儀表當中。磁浮子式儀表，由液位傳感器及信（xìn）號轉（zhuǎn）換（huàn）器兩部分構（gòu）成。當液體位置發生變化時（shí），磁位傳感器可隨之對其位置進行測量（liàng）。並將測量所得到的信息傳輸至信號轉換（huàn）器當（dāng）中。信號轉換器接收到信號後，可立即將其轉換為可顯示的信號，並（bìng）將（jiāng）其輸出，*終完成液位監測的過（guò）程。
1.3濃度計
根據測量原理的不同，可將濃度計分為旋轉式、動刀式、定刀式、電量式等多種。該儀表的功（gōng）能（néng），主要在於對液體中物質的濃度進行測量（liàng）。HGY2058型酸（suān）堿鹽濃（nóng）度計屬於（yú）在（zài）線監測濃度計的（de）一種。儀器可與傳感器相連接，在不與被測（cè）介質接觸的情況下，對具有強烈腐蝕性的介質的濃度進行檢測。將該儀（yí）器應用到化工生產（chǎn）行業中，能夠使工作人（rén）員及（jí）時的掌握各項濃（nóng）度指標（biāo）。進而通過對指標的調整，提高化工（gōng）生產質量及安全性。
2自控儀表係統（tǒng）的幹擾表現
2.1電磁幹擾
電磁幹擾，為鹽酸電磁流量計、液位計，以及濃度計的常見幹擾類型（xíng）。鑒於上述儀器的功能，均需在電（diàn）磁（cí）環境下發揮。因此（cǐ）一旦產生電磁幹（gàn）擾，儀器測量指標的準確度必（bì）然會受到影響。儀表運行（háng）過程中，電與磁可經電（diàn）路與磁路對儀表產生幹擾。如儀（yí）表運行周圍（wéi）環境存在強磁場，則測量儀表的電路與導（dǎo）線時，往（wǎng）往可見明顯的幹擾電（diàn）壓。上述現象表明，儀表周圍的（de）電磁環境已經對其運行（háng）的（de）可靠性，及其參數顯示的準確度造成了影響。需立即給予解決，以防（fáng）增（zēng）加化工生產的風險。
2.2機（jī）械幹擾
化工生產的過程中，因機械幹（gàn）擾所導致的儀表參數不準（zhǔn）確的問（wèn）題時有發（fā）生。導致機械幹（gàn）擾問題出現的原因，與施工人員震動、敲打、衝擊等工作的執行有（yǒu）關。自控儀表係統中，各項（xiàng）元（yuán）件，均具有（yǒu）*強的精密度及靈敏性。受外力（lì）衝擊後，*容易出現變形（xíng）、錯（cuò）位、連接線變動等情況。部分儀表的指針同樣會出現變化。可見，提高（gāo）儀表運（yùn）行的穩定性及安全性，並在嚴格控製機械運行狀（zhuàng）態的基礎上，采用相應（yīng）係統，對其相應指標（biāo）進行監測是關鍵。
2.3環境幹擾
儀表運行過程（chéng）中，溫度與（yǔ）濕度（dù）的變化均會對其造成幹擾。化（huà）工生產行業（yè）鹽酸電磁流量（liàng）計、液位儀及濃度計中，均含有大量的半導體。半導體的功能主要在於導電。而其導電能力，則與（yǔ）光的變化顯著（zhe）相（xiàng）關。因此，如光的變化幅度過大，儀表的導電（diàn）性能及其運行（háng）狀態，必然會受到影響。另外，因環境濕度過大所誘發的漏電與膨脹現象，以及因環境溫度過高而誘發的電路器件參數的變化（huà），同樣會對自控儀（yí）表係統造成幹擾。
3自控儀表係統的防幹擾策略（luè）
3.1ControlLogix係統的構成
將ControlLogix係（xì）統應用到自控儀表（biǎo）係統之中，能夠有效提高儀器的抗幹擾性能。該係統主要由Logix5560處理器、ControlLogixI/O模塊、ControlLogix背板，以及電源等部分構成。包括（kuò）設備層、控製層、信息（xī）層三（sān）大層麵。其（qí）中，設備層的功能，在於對“鹽酸電磁流量計”、“液位計”以及“濃度計”的使用期限，及（jí）其故障（zhàng）情況進行管理。控製（zhì）層的功能，在於具體實現（xiàn）對儀表運行情況的優化控製。信息層的功能（néng），則在（zài）於提（tí）取（qǔ）係統所生成的（de）信息，判斷儀表的運行是否麵臨著被幹擾的風險。
3.2防幹擾策略
（1）濾波（bō）方案
ControlLogix係統可與濾波器相互連接，達（dá）到減少（shǎo）自控儀表係統幹擾的目的。濾波（bō）器運行（háng）過程（chéng）中，能夠（gòu）對經導線耦合到電路的幹擾進行實時的抑製。當儀表運行環境周（zhōu）圍信號（hào）以及（jí）噪聲頻率過高時。ControlLogix係統（tǒng）可立即采集上述信息，並將存儲在數據庫（kù）中，對信息（xī）進行分析。分析完（wán）成後的信息（xī），會被傳輸給濾波（bō）器。此時，濾波器會立即被接入至傳輸通道中，發揮濾（lǜ）波的功效。*終達到減少衰減噪聲、提高信噪比的目的。使各項儀（yí）表運行過程中所麵臨的（de）幹（gàn）擾問題得到解決，提高儀表參數的準（zhǔn）確度。
（2）控製電源
在化工（gōng）生產過程中，各項儀表（biǎo）因震動問（wèn）題而被幹擾難以有效避免。儀表（biǎo）被（bèi）幹擾後，將幹擾控製在一定範圍（wéi）內，是確保生產過程能夠繼續進行的關鍵。自控儀表係統的電源配置過程中，不同電源的異常自（zì）動切（qiē）斷電路，均可相互聯通。當某一儀表（biǎo）出現異常時，該儀表（biǎo）無法被隔（gé）離，幹擾則會隨（suí）之產生。為解決上（shàng）述問題，可（kě）將ControlLogix係（xì）統應用到幹擾的抑製過程中。在此基礎上（shàng），對係統進行冗餘配置。當某一儀表發生（shēng）機械幹擾後，ControlLogix係統會立即（jí）發揮其冗餘功能，將（jiāng）該儀表切斷並進行隔離，避免幹擾的影（yǐng）響範圍擴大化。
（3）優化環境
ControlLogix係統（tǒng），可對鹽酸電磁流量計等儀表的運行環境進行監測，發（fā）現溫度、濕度與光環境出（chū）現異常時（shí），會立即預警，提醒有（yǒu）關人員給予處理。例如：本化工企業曾（céng）發生一起鹽酸電磁流量（liàng）計失靈事件。事件發生（shēng）當日，環境溫度較高。加之（zhī）空氣濕（shī）度較大，因（yīn）此鹽酸電磁流量計的參數出現了異常。事件（jiàn）發生後，工作人員及時收到（dào）了ControlLogix係統（tǒng）的預警信息，並及時對環境溫度進行了調整，使幹擾問題得到了解決。這表明優化環境較為重要。
3.3防幹擾效（xiào）果
本生產企業（yè）於2009年初引進了ControlLogix係統，並將其應用到了自（zì）動化係統當中。通（tōng）過對係統應用前後各自（zì）控儀表運行情況的觀察發現：1）係統（tǒng）應用（yòng）前：鹽酸電磁流量計、液位計、濃度計年均因被幹擾而發生故障的次數每年20多次，因（yīn）維（wéi）修儀表而花費（fèi）的成本（běn）為17萬元。2）係統應用（yòng）後（hòu）：鹽（yán）酸電磁流量計、液位計、濃度計年均（jun1）因（yīn）被（bèi）幹擾而發生故障的次數，分別為2次、0次及1次。幹擾發生後，工作人員在ControlLogix係統的預警指示（shì）下，立即排（pái）除了幹擾源，並將幹擾維護費用降低到了（le）3.9萬元，對比發現，ControlLogix係統的應用，取得良好的（de）效（xiào）果。
4結（jié）語
綜上所（suǒ）述，對自（zì）控儀表係統防幹（gàn）擾策略（luè）的研究，為（wéi）ControlLogix係統的普（pǔ）及（jí）應（yīng）用，以及（jí）我國各行業儀表運行穩定性的提升，提供了重要的借鑒資（zī）料。且一定（dìng）程度上減少（shǎo）了電磁幹擾、增強了機械（xiè）性（xìng）能、優化了（le）儀表的運行環境。未來，我國各領域應視自控儀表及其常見幹擾的類型，通過應用濾波技術、控製電源，以（yǐ）及優（yōu）化環境等方式，達到抗幹（gàn）擾的目的，使儀表的性能得以進一步增強。