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摘要：文章针对现场仪表安装使用过程中出现的干扰现象，分析了干扰仪表正常工作的原因，并提出了具体的解决和预防措施。
关键词：干扰信号；仪表；抗干扰；信号线；接地系统；电磁感应
中图分类号：TP212
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2011)22-0142-02
抗干扰问题一直是个让人烦恼的问题，抗干扰能力的强与弱直接关系到仪表的测量精度。在仪表测量过程中，如果不能排除这些干扰的影响，仪表就不能够正常的工作。经历南化大化肥、环己酮、资源优化等工程项目建设，谈谈我对仪表安装过程中常见的仪表干扰现象及预防解决措施。只要我们引起重视，在施工前预防，施工过程中加以控制，出现的常见干扰问题基本上是可以避免的。
一、干扰出现的现象
对于二次仪表来说，干扰信号对仪表的影响主要体现以下方面：
1．现场仪表显示的数值误差大；
2．现场仪表显示值异常跳动，不稳定；
3．二次仪表可能出现死机现象；
4．远传到DCS可能出现数值偏差大；
5．远传到DCS可能出现报警现象等。
二、干扰的产生
工业生产中，现场仪表测量的参数通过长距离传输至二次表或者DCS系统中，除了有用的信号外，经常会出现串入或叠加一些与被测信号无关的电压或电流信号。干扰的来源有很多种，它们在仪表内外都可能存在。在仪表内部的电源变压器、开关以及电源线等都可能成为干扰源。从仪表施工情况来看，仪表外部干扰来源主要有以下几种：
(一)来自信号线的干扰
1．电磁感应。在工程中使用的大功率的变压器、交流电机、高压电网等的周围空间中都存在有很强的交变磁场，当信号源与二次仪表之间的连接导线的闭合回路处在这种变化的磁场中将会产生感应电势。控制线越长，干扰越突出。
2．静电感应。它是两电场相互作用的结果。当把两根信号线与动力线平行敷设时，由于动力线到两信号线的距离不等，分布电容也不相等，在两根线号线上能产生电位差，干扰信号叠加在回路中形成干扰。
3．振动。导线在磁场中运动时，会产生感应电动势。出现的无关信号串入到有用信号中形成干扰。
(二)来自接地系统的干扰
不同地电位引入的干扰。在大地中，各个不同点之间往往存在电位差。尤其在大功率的用电设备附近，当这些设备的绝缘性能较差时，这一电位差更大。而在仪表的使用中往往又会有意或无意的使输入回路存在两个以上的接地点，这样就会把不同接地点的电位差引入仪表，这种地电位差有时能达1～10V以上，它是同时出现在两根信号导线上。
针对以上各种不同的干扰源，在仪表安装过程中根据不同情况采取对应措施，对干扰现象加以消除或避免。
三、抗干扰的解决和预防措施
防止干扰的措施一般有以下几种：
(一)信号导线的扭绞
把信号导线扭绞在一起能使信号回路包围的面积大为减少，而且是两根信号导线到干扰源的距离能大致相等，分布电容也能大致相同，所以能使由磁场和电场通过感应耦合进入回路的串模干扰大为减小。资源优化项目某装置变送器信号产生误差就是采用这种方法解决的。当时供应商提供的电缆内部信号导线都是多股芯线，且芯线是平行结构，因此产生了信号干扰，导致出现了6mA的误差，这部分电缆最后只能全部抽出退货，重新敷设新电缆。
(二)屏蔽
为了防止电场的干扰，可以把信号导线用金属包起来，再外套绝缘层。目前项目施工中主要是采用屏蔽电缆，但屏蔽层必须接地，否则对减小感应电压没有效果。必要时可把信号线穿入钢管中，使信号导线得到磁屏蔽。
(三)信号导线远离动力线
信号线要远离220V及以上高压线，也就是离开动力线产生的磁场，避免导线的电位差产生，从而达到限制干扰信号的产生。不允许把信号线与动力线平行敷设在一起，也不允许信号线与动力线同穿一根保护钢管或同在一个桥架内敷设，更不允许电源线与信号线使用同一根电缆(一根电缆中既有电源的芯线也有信号线的芯线)。在允许的情况下，将导线的电流方向作反方向处理，以减弱相互产生的磁场干扰。
(四)隔离
就是通过阻止干扰回路的形成来抑制干扰。在施工中经常使用的方法是把在同一桥架内敷设的不同种的信号电缆用隔板隔离开来。
(五)及时更换老化或损坏的信号线
在检修施工中，经常遇到电缆老化或损坏。若老化或损坏的电缆不及时更换，会影响到其他正常使用的电缆信号传输。
(六)接地
通常仪表和信号源外壳为安全起见都接大地，保持零电位。信号源电路以及仪表系统也需要稳定接地。但是如果接地方式不恰当，将形成回路导入干扰。如何正确接地，根据以往的施工经验归纳为如下几点：
1．现场仪表金属外壳的保护接地。特别是电磁流量计，大多数的流量计需外部电源供给，流量计的本体必须接地。通常接地的方法是同金属管道跨接或连接到就近的接地点。
2．电缆屏蔽层在DCS盘柜侧只能一点接地，连接的接地汇流排与保护接地必须是分开的，而且应单独设立，也就是我们通常所说的仪表回路采用在系统处单点接地。在电缆敷设和电缆桥架封堵过程中，严格施工管理，防止划坏电缆保护层造成屏蔽接地，确保屏蔽层“一点接地”。
3．电缆桥架封闭并接地。电缆桥架是产生强磁的设备和易被干扰的设备，尽管在安装时支架和桥架基本接地，但由于通道路径长，难免出现接地不良现象。采用电缆主桥架封闭并接地的方法，可以有效地控制电缆干扰的传播和被干扰。在大化肥项目施工中，主通道的每节桥架做到连续封闭，每节桥架间用连接板相连，每隔4-6m与就近的钢结构焊接接地。
4．中间接线箱需做保护接地，现场接线箱内的端子两侧的电缆屏蔽线应在箱内进行跨接。
5．电缆的金属保护钢管必须接地。
6．DCS内的盘柜和操作台及其盘柜槽钢基础的保护接地，在条件允许的情况下，盘柜与盘柜基础绝缘分开，分别连接到接地汇流排。
7．仪表“浮地”。为了提高仪表的抗干扰能力，通常是把二次仪表“浮地”，将二次仪表与地绝缘，以切断干扰电压的泄漏途径，使干扰无法进入。事实上，由于二次仪表的外壳为了安全是需要接地的，而仪表的输入端与外壳之问一定存在分布电容和漏阻抗，浮地不可能把泄漏途径完全切断，必要的时候，通常采用的是双层屏蔽浮地保护。也就是在在仪表的外壳内部再套一个内屏蔽罩，使仪表的输入保护屏蔽及信号屏蔽对信号源稳定起来，内屏蔽罩与信号输入端及外壳之间均不做电气连接，内屏蔽层引出一条导线与信号导线的屏蔽层相连接，而信号线的屏蔽在信号源处一点接地，这样处于等电位状态，可以大大的提高仪表抗干扰的能力。
四、结语
以上仅就在实际工程中抗干扰经常采用的几种方法作以下简单介绍，但各个工程项目的具体环境不一样，这就要求我们要综合考虑各方面的因素，根据现场的实际情况，从减少干扰源、切断干扰途径等方面进行全面的考虑，充分利用各种抗干扰措施来保证仪表的正常使用及DCS系统的正常运行。
参考文献
[1]熊德仙，李政学．化工测量及仪表[M]．化学工业出版社，
1985．
[2]乐嘉谦．仪表工手册[M]．化学T-,3k出版社,2007．_
[3]王森，纪纲．仪表常用数据手册[M]．化学工业出版社，
2006．
[4]叶昭驹．化工自动化基础[M]．化学工业出版社，1984．
[5]周玲玉_电子差位计的干扰来源及抗干扰措施[J]航空
计测技术，1999，(2)．
[6]冯继超，李丽雅．微机保护装置中的干扰与抗干扰措施
[J]．电力自动化设备,2000，(6)．
责任编辑 文森
关键词：干扰信号；仪表；抗干扰；信号线；接地系统；电磁感应
中图分类号：TP212
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2011)22-0142-02
抗干扰问题一直是个让人烦恼的问题，抗干扰能力的强与弱直接关系到仪表的测量精度。在仪表测量过程中，如果不能排除这些干扰的影响，仪表就不能够正常的工作。经历南化大化肥、环己酮、资源优化等工程项目建设，谈谈我对仪表安装过程中常见的仪表干扰现象及预防解决措施。只要我们引起重视，在施工前预防，施工过程中加以控制，出现的常见干扰问题基本上是可以避免的。
一、干扰出现的现象
对于二次仪表来说，干扰信号对仪表的影响主要体现以下方面：
1．现场仪表显示的数值误差大；
2．现场仪表显示值异常跳动，不稳定；
3．二次仪表可能出现死机现象；
4．远传到DCS可能出现数值偏差大；
5．远传到DCS可能出现报警现象等。
二、干扰的产生
工业生产中，现场仪表测量的参数通过长距离传输至二次表或者DCS系统中，除了有用的信号外，经常会出现串入或叠加一些与被测信号无关的电压或电流信号。干扰的来源有很多种，它们在仪表内外都可能存在。在仪表内部的电源变压器、开关以及电源线等都可能成为干扰源。从仪表施工情况来看，仪表外部干扰来源主要有以下几种：
(一)来自信号线的干扰
1．电磁感应。在工程中使用的大功率的变压器、交流电机、高压电网等的周围空间中都存在有很强的交变磁场，当信号源与二次仪表之间的连接导线的闭合回路处在这种变化的磁场中将会产生感应电势。控制线越长，干扰越突出。
2．静电感应。它是两电场相互作用的结果。当把两根信号线与动力线平行敷设时，由于动力线到两信号线的距离不等，分布电容也不相等，在两根线号线上能产生电位差，干扰信号叠加在回路中形成干扰。
3．振动。导线在磁场中运动时，会产生感应电动势。出现的无关信号串入到有用信号中形成干扰。
(二)来自接地系统的干扰
不同地电位引入的干扰。在大地中，各个不同点之间往往存在电位差。尤其在大功率的用电设备附近，当这些设备的绝缘性能较差时，这一电位差更大。而在仪表的使用中往往又会有意或无意的使输入回路存在两个以上的接地点，这样就会把不同接地点的电位差引入仪表，这种地电位差有时能达1～10V以上，它是同时出现在两根信号导线上。
针对以上各种不同的干扰源，在仪表安装过程中根据不同情况采取对应措施，对干扰现象加以消除或避免。
三、抗干扰的解决和预防措施
防止干扰的措施一般有以下几种：
(一)信号导线的扭绞
把信号导线扭绞在一起能使信号回路包围的面积大为减少，而且是两根信号导线到干扰源的距离能大致相等，分布电容也能大致相同，所以能使由磁场和电场通过感应耦合进入回路的串模干扰大为减小。资源优化项目某装置变送器信号产生误差就是采用这种方法解决的。当时供应商提供的电缆内部信号导线都是多股芯线，且芯线是平行结构，因此产生了信号干扰，导致出现了6mA的误差，这部分电缆最后只能全部抽出退货，重新敷设新电缆。
(二)屏蔽
为了防止电场的干扰，可以把信号导线用金属包起来，再外套绝缘层。目前项目施工中主要是采用屏蔽电缆，但屏蔽层必须接地，否则对减小感应电压没有效果。必要时可把信号线穿入钢管中，使信号导线得到磁屏蔽。
(三)信号导线远离动力线
信号线要远离220V及以上高压线，也就是离开动力线产生的磁场，避免导线的电位差产生，从而达到限制干扰信号的产生。不允许把信号线与动力线平行敷设在一起，也不允许信号线与动力线同穿一根保护钢管或同在一个桥架内敷设，更不允许电源线与信号线使用同一根电缆(一根电缆中既有电源的芯线也有信号线的芯线)。在允许的情况下，将导线的电流方向作反方向处理，以减弱相互产生的磁场干扰。
(四)隔离
就是通过阻止干扰回路的形成来抑制干扰。在施工中经常使用的方法是把在同一桥架内敷设的不同种的信号电缆用隔板隔离开来。
(五)及时更换老化或损坏的信号线
在检修施工中，经常遇到电缆老化或损坏。若老化或损坏的电缆不及时更换，会影响到其他正常使用的电缆信号传输。
(六)接地
通常仪表和信号源外壳为安全起见都接大地，保持零电位。信号源电路以及仪表系统也需要稳定接地。但是如果接地方式不恰当，将形成回路导入干扰。如何正确接地，根据以往的施工经验归纳为如下几点：
1．现场仪表金属外壳的保护接地。特别是电磁流量计，大多数的流量计需外部电源供给，流量计的本体必须接地。通常接地的方法是同金属管道跨接或连接到就近的接地点。
2．电缆屏蔽层在DCS盘柜侧只能一点接地，连接的接地汇流排与保护接地必须是分开的，而且应单独设立，也就是我们通常所说的仪表回路采用在系统处单点接地。在电缆敷设和电缆桥架封堵过程中，严格施工管理，防止划坏电缆保护层造成屏蔽接地，确保屏蔽层“一点接地”。
3．电缆桥架封闭并接地。电缆桥架是产生强磁的设备和易被干扰的设备，尽管在安装时支架和桥架基本接地，但由于通道路径长，难免出现接地不良现象。采用电缆主桥架封闭并接地的方法，可以有效地控制电缆干扰的传播和被干扰。在大化肥项目施工中，主通道的每节桥架做到连续封闭，每节桥架间用连接板相连，每隔4-6m与就近的钢结构焊接接地。
4．中间接线箱需做保护接地，现场接线箱内的端子两侧的电缆屏蔽线应在箱内进行跨接。
5．电缆的金属保护钢管必须接地。
6．DCS内的盘柜和操作台及其盘柜槽钢基础的保护接地，在条件允许的情况下，盘柜与盘柜基础绝缘分开，分别连接到接地汇流排。
7．仪表“浮地”。为了提高仪表的抗干扰能力，通常是把二次仪表“浮地”，将二次仪表与地绝缘，以切断干扰电压的泄漏途径，使干扰无法进入。事实上，由于二次仪表的外壳为了安全是需要接地的，而仪表的输入端与外壳之问一定存在分布电容和漏阻抗，浮地不可能把泄漏途径完全切断，必要的时候，通常采用的是双层屏蔽浮地保护。也就是在在仪表的外壳内部再套一个内屏蔽罩，使仪表的输入保护屏蔽及信号屏蔽对信号源稳定起来，内屏蔽罩与信号输入端及外壳之间均不做电气连接，内屏蔽层引出一条导线与信号导线的屏蔽层相连接，而信号线的屏蔽在信号源处一点接地，这样处于等电位状态，可以大大的提高仪表抗干扰的能力。
四、结语
以上仅就在实际工程中抗干扰经常采用的几种方法作以下简单介绍，但各个工程项目的具体环境不一样，这就要求我们要综合考虑各方面的因素，根据现场的实际情况，从减少干扰源、切断干扰途径等方面进行全面的考虑，充分利用各种抗干扰措施来保证仪表的正常使用及DCS系统的正常运行。
参考文献
[1]熊德仙，李政学．化工测量及仪表[M]．化学工业出版社，
1985．
[2]乐嘉谦．仪表工手册[M]．化学T-,3k出版社,2007．_
[3]王森，纪纲．仪表常用数据手册[M]．化学工业出版社，
2006．
[4]叶昭驹．化工自动化基础[M]．化学工业出版社，1984．
[5]周玲玉_电子差位计的干扰来源及抗干扰措施[J]航空
计测技术，1999，(2)．
[6]冯继超，李丽雅．微机保护装置中的干扰与抗干扰措施
[J]．电力自动化设备,2000，(6)．
责任编辑 文森