分析钢厂自动化仪表的抗干扰策略

宝钢股份黄石涂镀板有限公司 杨璟虔

分析钢厂自动化仪表的抗干扰策略

宝钢股份黄石涂镀板有限公司 杨璟虔

在钢厂的生产车间当中，各种机械的运行，使得电磁干扰现象多发，严重影响到自动化仪表的运行，进而影响到钢厂的正常工作，所以制定有效的抗干扰策略对钢厂的运行具有重要的作用。本文进行分析钢厂当中各种干扰自动化仪表正常工作的因素，确定针对性的抗干扰策略，使电磁的干扰效果得到有效降低，为人们进行处理钢厂自动化仪表的电磁干扰提供有效的借鉴。

钢厂；自动化仪表；抗干扰策略；电磁干扰

在钢厂的生产车间当中，电磁具有范围广大、干扰效果强等特点，使得许多设备受到电磁干扰，影响到其正常运行，如在起重设备和轧钢机当中的电机驱动装置和电能变换部分，电磁干扰会影响到这些部分的正常工作，进而影响到自动化仪表的正常运行。所以进行探究自动化仪表的抗干扰策略对促进钢厂的工作效率的提高具有重要的意义。

1 印制电路板的抗干扰策略

构成钢厂自动化仪表的硬件组成中，印制电路板占据重要的位置，其可以进行连接各大重要电路器件，而印制电路板则可以有效表现出仪表的性能。在进行设计印制电路板的时候，其关注点多在如何减少占用的空间，保持布局的合理化上，而在电磁兼容性方面不够重视，导致线路出现问题[1]。因此在设计印制电路板之时，需要完成这两点：第一，需要进行有序处理印制电路板的元器件的安装位置，使用处相同的传统元器件可以得到有效摆放，使得各个元器件之间均可以保持独立，避免产生运行干扰。在工作当中，可以按照电压与电源的要求进行分组，并且按照数字和电流的要求进行第二次分组，使互相有联系的元器件可以集中，并且使元器件方向可以保持相同。第二，需要注意加粗印制电源线与地线。这是由于如果印制电路板的电源线与地线过细，则电源线与地线当中的电阻会导致电源和电位产生变化，导致噪音的出现，因此需要将电源线与地线布设在印制板的两面，保障线路的安全。

2 信号通道的抗干扰策略

输出输入接口是信号通道，其很可能会因为操作的错误而出现问题，进而影响到钢厂自动化仪表的正常运行，因此需要按照钢厂自动化仪表的特性，进行正确处理输出输入接口，降低对仪表的干扰。在日常工作中有几种方法可以解决此类问题：第一是滤波法。在获得信号的频带的情况下，滤波法可以有效减少噪音对仪表的干扰。并且在自动化仪表中采用滤波器是低通滤波器，因为在检测当中发现，噪音处于高频量的范围，使用低通滤波器可以有效降低噪音。第二是隔离的方法。隔离属于光电耦合模块当中实施的，其依据有效的方法进行组合发电器件和光敏器件，而进行传递电信号的主要方法为光信号。通过这种方式可以避免电信号和共地点进行直接连接，对降低干扰具有重要的作用。

3 单片机的抗干扰策略

在工作当中可以发现，单片机应用系统通常由模拟电路与数字电路所组成，其通过线间耦合的方法完成串扰通路的要求，使得电路当中出现干扰，并且容易引发辐射，进而影响到电源的正常运行。因此在钢厂自动化仪表中进行设计单片机的电磁兼容性之时，需要进行设计接地，不仅要使频率和功率隔离可以适应单片机运行的需求，也需要保持接地安全。同时在进行设计电源的时候，需要根据单片机的要求进行选择合适的电源，并且进行进行合理设计电源的特性。在进行选择电源的时候，需要进行辨别电源是需要集中式供电还是分布供电，而且也需要进行确定是选择电池还是整流电源提供电量。而在设计电源特性的时候，需要进行考虑电源需要何种功率裕度等。

4 模拟数字转换器的抗干扰策略

在使用模拟数字转换器的时候，如果存在明显的干扰噪声，但是进行检测的时候，信号却比较微弱，这种情况下会严重影响到模拟数字转换器的正常运行。在钢厂当中，其环境相对保持稳定，其主要干扰的来源是设备、引线等。对于这些情况，其解决措施为：第一要想减少高频共模引发的影响，避免仪器受到干扰。需要在检测到干扰信号频率较高的时候，实施屏蔽保护，减少或者消除屏蔽体和传输线当中的共模电压，使干扰信号无法顺利传播。第二可以采用浮地技术，将电流阻隔，使共模电流得以减少。第三需要可以使用电流取代电压进行传输，这是因为电流稳定性更强，方便进行远距离地传输，而且可以有效抵抗干扰，其传输效果明显高于电压传输。第四给传感器进行适当改变，可以有效提高抗干扰的效果。比如可以在传感器上使用转换器和工艺进行集成，可以有效提高系统的抗干扰能力，提高线路的稳定性。

5 传感器的抗干扰策略

在钢厂工作当中，其所需要检测的非电量参数存在许多的差别，因此其所选择的检测方法也明显不同。而且就算选择相同的检测方法，其检测的结果也会受到光监测器数量的影响。为了解决这些问题，需要选择合适的传感器。比如钢厂仪表传感器在使用的时候，其所处的环境有所不同，因此在进行使用的时候，需要仔细检查周围的环境，查看是否存在湿度、热度、尘埃等方面的干扰。只有正确使用钢厂仪表传感器，才能有效对抗这些干扰，保障检测结果的准确度。

6 仪表电源的抗干扰策略

在进行分析自动化仪表之后，其所具有的模拟电路多和数字电路共同存在，而且其电源的端口也非常容易遭受电磁的影响。为了降低各种干扰的影响，可以使用以下方法进行处理：第一，可以在电源的端口进行安装滤波器，常见的电源线滤波器，其作用在于吸收低于30MHz频率的噪音，但是脉冲干扰谐波的频率多可以超过100MHz，所以在电源的端口进行安装滤波器无法获得预期效果。而仪表电源中装入群脉冲干扰抑制器，不但可以有效抵抗高频率的噪音，也可以二是往信号源反射低频干扰信号，使脉冲群干扰信号得到有效控制，降低干扰信号源对自动化仪表的影响。第二，通过分离电路直流电源与数字电路电源模拟，以及不断降低电路当中的电阻，可以有效减少数字信号对模拟电路的干扰，完成模拟电路运行的要求。第三，通过采用隔离电源的方法，也可以有效抵御干扰。这是由于自动化仪表所使用的电源电路使吸收干扰的主要途径，从电源线上进行阻断这一干扰，对提高抗干扰的效果具有重要的作用。

7 总结

目前在钢厂的生产车间当中，存在大量的电磁干扰，严重影响了自动化仪表的正常运行，所以需要制定有效的措施进行阻断干扰，维持自动化仪表的顺利运行。在实际工作中，可以通过印制电路板的抗干扰策略、信号通道的抗干扰策略、单片机的抗干扰策略、传感器的抗干扰策略、仪表电源的抗干扰策略等，使电磁干扰可以顺利阻断，提高抗干扰的效果，使自动化仪表得以正常运行，最终促进钢厂生产车间的安全生产。

[1]刘彩霞,钱建国,张奎岩,刘晓丹.鞍钢新4-#高炉PLC控制系统应用中的抗干扰方法[J].安全,2015(06):120-121.

[2]赵庆杰,储满生.电炉炼钢原料及直接还原铁生产技术[J].中国冶金,2016(04):88-89.

杨璟虔，宝钢股份黄石涂镀板有限公司电气工程师。