淺談各種因素對(duì)儀器儀表的影響與抑制

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣工程的自動(dòng)化技術(shù)不斷更新進(jìn)步，電氣儀表的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜。 電氣自動(dòng)化技術(shù)的投入使用為電氣行業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，正確地使用和維護(hù)自動(dòng)儀器對(duì)促進(jìn)電氣自動(dòng)化正常運(yùn)行和提高經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。

【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化；自動(dòng)化儀表；影響與抑制

自動(dòng)化儀器儀表是洗煤廠自動(dòng)化生產(chǎn)中非常重要的一部分，逐漸成為生產(chǎn)中重要的數(shù)據(jù)采集參考基礎(chǔ)，但儀表內(nèi)部電路邏輯關(guān)系復(fù)雜，儀器儀表故障復(fù)雜多變，尤其是運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的故障很難在短時(shí)間內(nèi)找到問(wèn)題所在，這就給生產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重影響。只有準(zhǔn)確而又及時(shí)的判斷儀器儀表故障，才能在最短時(shí)間內(nèi)排除故障，保證生產(chǎn)的安全和穩(wěn)定。行之有效的管理和維護(hù)，定期檢修，采取正確的預(yù)防和維護(hù)措施，才能使儀器儀表最好地進(jìn)行工作，并延長(zhǎng)其壽命。 在使用過(guò)程中，事故后的檢修較為復(fù)雜和昂貴，預(yù)防性的維護(hù)措施也是非常必要的。

以下主要以洗煤廠中儀器儀表為例：

一、電氣儀器儀表簡(jiǎn)介

（一）洗煤廠用電氣儀器儀表種類繁多，其中主要有：流量?jī)x表、壓力儀表、液位儀表、溫度儀表、在線過(guò)程分析儀等。流量?jī)x表根據(jù)其測(cè)量原理可以分為質(zhì)量流量?jī)x和體積流量?jī)x。壓力儀表是用來(lái)測(cè)量環(huán)境指標(biāo)的儀器，測(cè)量的原理多種多樣。主流的壓力儀表分為三種：彈性壓力測(cè)量?jī)x、液柱壓力測(cè)量?jī)x、活塞壓力測(cè)量?jī)x。

（二）液位儀表主要是用于監(jiān)測(cè)各種料桶的液位，其測(cè)量原理可以采用浮力、雷達(dá)、矩陣渦流等。溫度儀表通常都是通過(guò)熱電偶、熱電阻等對(duì)熱敏感度比較穩(wěn)定的材料來(lái)作為儀表的元件，并利用其測(cè)量生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)部的溫度。在線過(guò)程分析儀是用來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程和分析生產(chǎn)過(guò)程，如測(cè)灰儀、皮帶秤、密度計(jì)等等。

二、各種因素對(duì)儀器儀表的影響與抑制

（一）工藝環(huán)節(jié)對(duì)于儀表的影響比較大，因?yàn)閮x表的正常運(yùn)作是在工藝生產(chǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行標(biāo)定的，特別是一些需要進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算來(lái)進(jìn)行測(cè)量的數(shù)據(jù)。由于工藝環(huán)節(jié)的某些缺陷導(dǎo)致指示不準(zhǔn)確，就會(huì)造成儀表標(biāo)定的誤差。比如流量計(jì)，如果流量的實(shí)際情況與設(shè)計(jì)的參數(shù)偏差較大，會(huì)導(dǎo)致流量傳輸過(guò)程中的阻力分配不均，即流量不穩(wěn)定，在工藝上存在著兩相共存現(xiàn)象，則會(huì)導(dǎo)致工藝管道出現(xiàn)滯塞，甚至局部渦流現(xiàn)象，在這種情況下會(huì)嚴(yán)重影響流量計(jì)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

（二）在類似情況下，我們要對(duì)工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行全面排檢，檢查引起流量堵塞、不均等現(xiàn)象的主要原因，根據(jù)正常的理論設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)整工藝，減小因工藝缺陷對(duì)儀表的影響。

（三）重介型洗煤廠，功率較大的泵類變頻器較多，同時(shí)設(shè)備檢修維護(hù)時(shí)使用大功率電焊機(jī)非常普遍，這些設(shè)備都會(huì)對(duì)電源系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。變頻器和大功率電焊機(jī)工作時(shí)常常會(huì)產(chǎn)生不同的高次諧波，這種高次諧波對(duì)電網(wǎng)會(huì)造成危害的同時(shí)也對(duì)儀器儀表造成了一定的影響。雖然現(xiàn)在的變頻器都在前端配置了電抗器和濾波器，在一定范圍內(nèi)能濾掉一部分諧波，但不能完全消除諧波對(duì)電源的干擾，儀器儀表的工作電源都來(lái)自同一電網(wǎng)，而儀器儀表由于自身的信號(hào)較弱，對(duì)工作電源的要求比較高，污染的工作電源必然會(huì)引起儀器儀表信號(hào)不穩(wěn)定，導(dǎo)致其不能正常工作。

（四）變頻器和大功率電焊機(jī)除了對(duì)電源系統(tǒng)產(chǎn)生干擾外，還可能產(chǎn)生射頻干擾，射頻干擾主要通過(guò)變頻器和大功率電焊機(jī)動(dòng)力電纜產(chǎn)生，如果集控系統(tǒng)、儀器儀表、調(diào)度通訊、工業(yè)電視的電纜和動(dòng)力電纜混合敷設(shè)，就會(huì)出現(xiàn)通訊丟失、信號(hào)失真或噪音大等現(xiàn)象。大功率電焊機(jī)工作時(shí)還會(huì)對(duì)周圍的電氣設(shè)備產(chǎn)生射頻干擾，導(dǎo)致儀器儀表與PLC通訊中斷，控制機(jī)構(gòu)無(wú)序動(dòng)作等。

（五）在變頻器前側(cè)安裝線路電抗器，可抑制電源側(cè)過(guò)電壓，并能降低由變頻器產(chǎn)生的電流畸變，避免主電源受到嚴(yán)重干擾。該方案價(jià)格便宜，但限制諧波的效率有限，且電抗太大時(shí)會(huì)產(chǎn)生無(wú)法接受的電壓降損失；在變頻器前加裝LC電路無(wú)源濾波器，濾掉高次諧波。濾波器包括很多級(jí)，每一級(jí)濾掉相應(yīng)的高次諧波。通常濾掉5次和7次諧波，但該方法完全取決于電源和負(fù)載，靈活性小；加裝與負(fù)載和電源并聯(lián)的有源補(bǔ)償器，通過(guò)自動(dòng)產(chǎn)生反方向的電流來(lái)消除電源和負(fù)載中的正向諧波電流。當(dāng)設(shè)備的附近環(huán)境受到電磁干擾時(shí)，應(yīng)裝設(shè)抗射頻干擾濾波器，可減少主電源的傳導(dǎo)發(fā)射，且要采取措施屏蔽電機(jī)電纜；當(dāng)變頻器動(dòng)力電纜長(zhǎng)度大于80m（非屏蔽）時(shí)，為了降低動(dòng)力電纜的射頻干擾，在變頻器與電機(jī)之間安裝電抗器。

（六）通過(guò)共用的接地線傳播干擾是干擾傳播的最普遍的方式。將動(dòng)力系統(tǒng)的接地與控制系統(tǒng)的接地分開(kāi)是切斷這一途徑的根本方法，即將動(dòng)力裝置的接地系統(tǒng)和控制裝置的接地系統(tǒng)分別接到不同的接地極上。接地極分開(kāi)做，做獨(dú)立接地裝置；集中控制和重介控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)同動(dòng)力系統(tǒng)布線分離對(duì)消除射頻干擾行之有效。實(shí)際工程中把高壓電纜、動(dòng)力電纜常常與控制電纜、儀表電纜、計(jì)算機(jī)電纜分開(kāi)走線，分走不同的橋架，即使是變頻器的控制線也最好與其主回路線以垂直的方式走線。消除干擾對(duì)儀表的影響，除了注意上述電纜敷設(shè)的方式外，還采取了對(duì)PLC通訊系統(tǒng)、儀表信號(hào)電纜全線穿鋼管的措施，以更好地消除高次諧波對(duì)電纜的影響

（七）機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行也會(huì)對(duì)儀器儀表產(chǎn)生一些干擾，我廠有大量的振動(dòng)電機(jī)、振動(dòng)弧形篩等，整個(gè)廠房的振動(dòng)幅度比較大，機(jī)械設(shè)備的震動(dòng)、機(jī)械噪音等在某些特定條件下也會(huì)導(dǎo)致儀表或通訊系統(tǒng)工作不正常。這種情況無(wú)法避免。我們把普通的儀器儀表都改成了抗震型的，一些儀表加裝了緩沖橡膠墊，大大增加的了儀表的使用期限。

電氣儀表是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要組成部分，其使用遍及各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)于電氣儀表的維護(hù)和保障非常重要。因此，在檢測(cè)儀表故障的過(guò)程中，要由外至里，從原理到細(xì)節(jié)，把最微小的問(wèn)題當(dāng)成最巨大的故障來(lái)對(duì)待，才能確保儀表的正常工作，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。電力自動(dòng)化儀表的管理和維護(hù)應(yīng)以預(yù)防性措施為主，有針對(duì)性地建立完善的故障分析解決體制，引入智能化儀表，努力延長(zhǎng)其工作壽命，這對(duì)企業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展都是非常重要的。

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