电磁流量计等仪表在自控仪表系统中的防干扰策略

 　　0引言
       近些年来，随着社会生产自动化水平的不断提升，自动化控制仪表已被逐渐应用到了生产过程中。各项仪表的应用为工作人员了解机械运行状态、压力情况，以及生产环境情况提供了量化的指标。自类自控仪表的功能在于对流量、液位、浓度、温度等指标进行监测，判断生产环境是否存在风险。一旦仪表发生干扰，监测的功能将无法实现。自动化控制仪表受到电磁波、机械运行以及运行温度与湿度等因素的影响，很容易被干扰，进而导致仪表的显示数值出现误差。可见，为进一步提高生产效率及安全性，有必要对仪表的防干扰问题进行研究。基于此，本文简要介绍了自控仪表的常见类型，并分析了干扰的表现。重点以ControlLogix系统为例，对其在防干扰方面的实践进行了总结，并观察了防干扰效果，仅供相关人员参考。

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1自控仪表常见类型
 
1.1电磁流量计为化工生产所应用的主要仪表类型，由磁路系统、测量导管、电极、转换器等部分构成。其中，磁路系统为仪表的核心部分。该系统的作用在于产生磁场。通过测量导管内导电介质流量的方式，对生产过程中电力系统运行情况进行观察。以判断电力系统的性能是否能够稳定发挥。电磁流量计使用过程中的常见干扰以电磁干扰为主[1]。除此之外，内部元件的质量以及接线情况，同样会对其性能产生影响。可见，为提高生产效率及安全性，积极预防上述干扰是关键。
 
　　1.2液位计
液位计，属于物位仪表的一种，包括投入式液位计、磁浮球液位计，磁浮子液位计等多种类型。将其应用到化工生产行业，能够有效明确液体的位置。随着液体位置的变化，浮子会随之发生变化。此时，液位的高度，既可清晰的体现在仪表当中。磁浮子式仪表，由液位传感器及信号转换器两部分构成。当液体位置发生变化时，磁位传感器可随之对其位置进行测量[2]。并将测量所得到的信息传输至信号转换器当中。信号转换器接收到信号后，可立即将其转换为可显示的信号，并将其输出，终完成液位监测的过程。
 
　　1.3浓度计
根据测量原理的不同，可将浓度计分为旋转式、动刀式、定刀式、电量式等多种。该仪表的功能，主要在于对液体中物质的浓度进行测量。HGY2058型酸碱盐浓度计属于在线监测浓度计的一种。仪器可与传感器相连接，在不与被测介质接触的情况下，对具有强烈腐蚀性的介质的浓度进行检测。将该仪器应用到化工生产行业中，能够使工作人员及时的掌握各项浓度指标。进而通过对指标的调整，提高化工生产质量及安全性。
 

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2自控仪表系统的干扰表现
 
　　2.1电磁干扰
电磁干扰，为电磁流量计、液位计，以及浓度计的常见干扰类型。鉴于上述仪器的功能，均需在电磁环境下发挥。因此一旦产生电磁干扰，仪器测量指标的准确度必然会受到影响[3]。仪表运行过程中，电与磁可经电路与磁路对仪表产生干扰。如仪表运行周围环境存在强磁场，则测量仪表的电路与导线时，往往可见明显的干扰电压。上述现象表明，仪表周围的电磁环境已经对其运行的可靠性，及其参数显示的准确度造成了影响。需立即给予解决，以防增加化工生产的风险。
 
　　2.2机械干扰
化工生产的过程中，因机械干扰所导致的仪表参数不准确的问题时有发生。导致机械干扰问题出现的原因，与施工人员震动、敲打、冲击等工作的执行有关。自控仪表系统中，各项元件，均具有极强的精密度及灵敏性。受外力冲击后，极容易出现变形、错位、连接线变动等情况。部分仪表的指针同样会出现变化。可见，提高仪表运行的稳定性及安全性，并在严格控制机械运行状态的基础上，采用相应系统，对其相应指标进行监测是关键。
 
　　2.3环境干扰
仪表运行过程中，温度与湿度的变化均会对其造成干扰。化工生产行业电磁流量计、液位仪及浓度计中，均含有大量的半导体。半导体的功能主要在于导电。而其导电能力，则与光的变化显著相关。因此，如光的变化幅度过大，仪表的导电性能及其运行状态，必然会受到影响。另外，因环境湿度过大所诱发的漏电与膨胀现象，以及因环境温度过高而诱发的电路器件参数的变化，同样会对自控仪表系统造成干扰。
 

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3自控仪表系统的防干扰策略
 
3.1ControlLogix系统的构成
 
将ControlLogix系统应用到自控仪表系统之中，能够有效提高仪器的抗干扰性能。该系统主要由Logix5560处理器、ControlLogixI/O模块、ControlLogix背板，以及电源等部分构成。包括设备层、控制层、信息层三大层面。其中，设备层的功能，在于对“电磁流量计”、“液位计”以及“浓度计”的使用期限，及其故障情况进行管理。控制层的功能，在于具体实现对仪表运行情况的优化控制。信息层的功能，则在于提取系统所生成的信息，判断仪表的运行是否面临着被干扰的风险。
 
3.2防干扰策略
 
　　（1）滤波方案
 
ControlLogix系统可与滤波器相互连接，达到减少自控仪表系统干扰的目的。滤波器运行过程中，能够对经导线耦合到电路的干扰进行实时的抑制。当仪表运行环境周围信号以及噪声频率过高时。ControlLogix系统可立即采集上述信息，并将存储在数据库中，对信息进行分析。分析完成后的信息，会被传输给滤波器。此时，滤波器会立即被接入至传输通道中，发挥滤波的功效。终达到减少衰减噪声、提高信噪比的目的。使各项仪表运行过程中所面临的干扰问题得到解决，提高仪表参数的准确度。
 
（2）控制电源
 
在化工生产过程中，各项仪表因震动问题而被干扰难以有效避免。仪表被干扰后，将干扰控制在一定范围内，是确保生产过程能够继续进行的关键。自控仪表系统的电源配置过程中，不同电源的异常自动切断电路，均可相互联通。当某一仪表出现异常时，该仪表无法被隔离，干扰则会随之产生。为解决上述问题，可将ControlLogix系统应用到干扰的抑制过程中。在此基础上，对系统进行冗余配置。当某一仪表发生机械干扰后，ControlLogix系统会立即发挥其冗余功能，将该仪表切断并进行隔离，避免干扰的影响范围扩大化。
 
（3）优化环境
 
ControlLogix系统，可对电磁流量计等仪表的运行环境进行监测，发现温度、湿度与光环境出现异常时，会立即预警，提醒有关人员给予处理。例如：本化工企业曾发生一起电磁流量计失灵事件。事件发生当日，环境温度较高。加之空气湿度较大，因此电磁流量计的参数出现了异常。事件发生后，工作人员及时收到了ControlLogix系统的预警信息，并及时对环境温度进行了调整，使干扰问题得到了解决。这表明优化环境较为重要。
 
3.3防干扰效果
 
本生产企业于2009年初引进了ControlLogix系统，并将其应用到了自动化系统当中。通过对系统应用前后各自控仪表运行情况的观察发现：1）系统应用前：电磁流量计、液位计、浓度计年均因被干扰而发生故障的次数每年20多次，因维修仪表而花费的成本为17万元。2）系统应用后：电磁流量计、液位计、浓度计年均因被干扰而发生故障的次数，分别为2次、0次及1次。干扰发生后，工作人员在ControlLogix系统的预警指示下，立即排除了干扰源，并将干扰维护费用降低到了3.9万元，对比发现，ControlLogix系统的应用，取得良好的效果。
 

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4结语
 
　　综上所述，对自控仪表系统防干扰策略的研究，为ControlLogix系统的普及应用，以及我国各行业仪表运行稳定性的提升，提供了重要的借鉴资料。且一定程度上减少了电磁干扰、增强了机械性能、优化了仪表的运行环境。未来，我国各领域应视自控仪表及其常见干扰的类型，通过应用滤波技术、控制电源，以及优化环境等方式，达到抗干扰的目的，使仪表的性能得以进一步增强。
 

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