分析電解鋁廠自控設備常見電磁干擾和解決方式

趙一潔

（貴陽鋁鎂設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081）

電解鋁廠是生產鋁的主要場所，自控設備的利用對生產的效率和質量有重要的影響。從當前的生產實踐分析來看，電解鋁的生產現場環境具有特殊性，因為其生產環境是強電場和強磁場并存的。在這樣的特殊環境下，各類使用的儀器儀表等會因為干擾出現運行異常，進而發生數據采集錯誤等問題。自控設備作為生產中利用的重要工具，會因為電磁干擾出現控制異常，進而導致生產效率和質量的下降，所以為了實現電解鋁廠具體工作的持續、穩定開展，必須要對電磁干擾問題做分析和解決，以下便是基于實踐總結的電解鋁廠生產中自控設備遇到的具體電磁干擾以及干擾的解決方式。

1 電磁干擾及解決方式

1.1 接地干擾

對電解鋁廠的具體生產過程進行分析發現自控設備所有的主要電磁干擾類型之一為接地干擾。總結實踐可知，當儀表或者是設備的接地點不同的時候，接地參考之間會形成電勢差，在電勢差形成的接地環境當中，環流比較大的時候會出現比較高的噪聲共模電壓，這些電壓通過分布電容耦合或者是直接感應對信號線產生作用，進而會形成感染，在嚴重的時候，通訊電路的接口會被損壞，相應的通信設備等也會遭受影響[1]。

基于實踐做具體的分析，發現要解決接地原因形成的干擾，需要做好兩方面的工作：第一是在進行屏蔽措施利用的時候做接地系統的公共參考點設置。第二是實現屏蔽層的單點接地。簡單來講，基于接地干擾的具體產生做分析，然后在原因基礎上執行針對性的屏蔽措施，自動設備所受的接地干擾會得到有效的解決。

1.2 雷電干擾

電解鋁廠在生產實踐中，自控設備還會受到雷電干擾。當自控設備被雷擊時，雷電會以尖峰脈沖入侵。從具體的資料來看，不論是直接的雷擊還是感應雷擊，尖峰脈沖在幅度很大的情況下都會對設備造成損壞。目前，因為雷電干擾而導致的PLC控制系統損壞十分的常見。雷電干擾對自動設備的穩定運行和安全運行有著顯著的影響，所以必須要對雷電干擾的問題進行解決。就現階段的具體分析來看，主要的措施有兩項：第一是在電解鋁廠高處進行避雷針或者是避雷設備的安裝，并實現其接地，這樣，雷電對系統的損害與干擾會降到最低。第二是需要在電源或者是信號輸入的輸入端設備處進行防雷元件的設置，這樣，當雷電串入后，防雷元件引導其進入大地，雷電威脅和干擾得到有效的控制。

1.3 感應、射頻和高壓靜電干擾

從自控設備的具體利用分析來看，當設備出現受潮狀況時，高壓靜電干擾會隨之出現，而且這種干擾的出現頻率比較的高。從高壓靜電干擾的現實影響來看，其會造成傳感器或者是敏感設備的損壞，設備系統關閉等現象也會發生，信號采集紊亂的狀況也會表現出來。要想對高壓靜電干擾進行有效的抑制，最好的方法是設備接地或者是對信號線的屏蔽措施進行強化。感應干擾是自控設備利用中比較常見的干擾類型。

一般來講，此問題的解決主要是進行干擾源的屏蔽，但是利用一般的導磁材料難以起到屏蔽的效果，因此只能夠利用一些比較被動的抑制技術，從而實現干擾的遠離。需要注意的是在布線的時候需要規避平行走線這種方式。

1.4 電源干擾

電解鋁廠生產實踐中的自控設備所受的重要干擾類型之一是電源干擾。就現實分析來看，電解鋁廠的實際生產中，電網的污染情況比較的嚴重，而且生產環境中存在著大量晶閘管變流設備，在此種環境中，電網的尖峰脈沖可以達到上百赴甚至是上千伏。就電源干擾問題的具體解決來看，主要有兩方面的措施：其一是構建良好的接地系統。從實際分析來看，在良好接地系統的基礎上做濾波作用的凈化，電源干擾所形成的危害可以得到有效的防護，所以積極的研究良好的接地系統并建立現實意義顯著。其二是對隔離變壓器進行改造。改造后的隔離變壓器能夠有效的對電源的干擾進行防護，從而實踐對系統設備和元件的保護。總之，基于實踐構建具有全面性的電源干擾防護系統，這樣可以對電源的干擾進行有效削弱，從而保證系統的安全。

1.5 信號線的差模干擾

在自控設備的干擾分析中，信號線的差模干擾也是重要的干擾類型。從現實分析來看，所謂的信號線差模具體指的是信號在傳輸的過程中因外力的影響而疊加在信號上的無用信號。差模干擾信號的存在會影響設備的誤動作或者是信息的采集，進而導致自控設備的控制不準確，而且目前尚沒有有效的干擾屏蔽方法。基于實踐做分析可知，雖然沒有有效的干擾屏蔽方法，但是在自控設備的具體利用中進行低通濾波器或者是選擇隔離器的利用可以有效的組織差模電流的流入，此措施的實施能夠對現場信號的闡述精度有所提升，對差模干擾也會起到抑制作用。簡言之，在信號線的差模干擾抑制中，充分發揮濾波器等設備的效果，并做好相關線路的建設，干擾問題可以得到有效控制。

1.6 信號線的共模干擾

信號線的共模干擾是電解鋁廠自控設備利用實踐中遇到的又一類干擾。就此類干擾的具體解決來看，目前比較常用的方法是在信號輸入的入口處做信號隔離器的設置，并加入非隔離普通常用卡件，這樣的設置能夠有效的阻止共模電流在信號輸入模塊以及儀表當中的流入，由此可以實現信號過程環路的直接斷開。從這種方法的具體利用來看，其突出的特點有三個：其一是經濟、靈活，在實踐中具有較強的適應性。其二是便捷效果突出，應用操作十分簡單。其三是能夠使線路、設備等的日常維護變得更加自如。

2 結語

綜上所述，電解鋁廠的自控設備在實際生產過程中發揮著重要的作用，對于生產的效率、質量以及安全有重要的影響，所以需要保障自控設備狀態的穩定。但是電磁干擾會對設備的控制以及設備元件形成影響，進而導致設備故障或者是控制偏差，這于實際生產十分的不利，所以具體總結設備所受電磁干擾類型并做干擾問題的解決分析十分必要。文章基于實踐做相關討論，主要的目的就是要幫助實踐。