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摘要：简述了化工生产现场环境产生的各种干扰，详细介绍了化工仪表的抗干扰技术和措施，对化工生产中仪表的选型、安装、维护具有一定的借鉴意义。
关键词：化工仪表 干扰 仪表安装
在化工生产中，测量控制系统主要由检测元件、控制单元、显示仪表组成。现场生产工艺过程数据经检测转换后传送至显示仪表，控制器的输出信号也同样经过传送到达现场执行设备。在这个过程中，会出现有效的信号和各种现场产生的干扰信号一起进入仪表，以及有效执行命令和干扰进入执行机构，产生仪表显示不准确和现场执行机构故障的现象。最后导致企业生产事故，造成经济损失[1]。因此，化工仪表设备进行数据采集、处理的主要障碍就是现场干扰。除了选购满足现场要求的有抗干扰措施的合格仪表之外，仪表在现场使用的过程中，还应采取多方面的技术措施提高抗干扰能力。
一、现场干扰来源
化工生产现场具有高温、高压、粉尘多的特点，干扰存在于整个自动化系统中，其产生的原因主要有机械干扰、热干扰、光干扰、湿度干扰、化学干扰及电磁干扰。其中，电磁干扰是最普遍、影响最严重的干扰，有电磁感应和静电感应两类。电磁感应，也就是磁场耦合，是通过导体间的互感耦合形成空间中磁耦合。现场检测设备与显示仪表之间连接的导线以及仪表内部的配线电路都会通过磁耦合在回路中产生干扰。如化工现场使用的大型变压器、各种交流电动机及高压电网等周围都会形成很强的交变磁场。在这种交变磁场中，仪表的闭合回路将会产生感应电势。因此，仪表导线必须远离这些强用电设备、动网，对导线走线方向进行相应调整以及适当地缩短导线的回路距离。静电感应也称为静电耦合，指的是相对的两物体中，如其一的电位发生变化，则由于物体间的电容使另一物体的电位也发生变化，通过电容性的耦合，干扰源在回路中形成干扰。根据仪表输入端干扰的作用方式，干扰又可分为共模干扰和串模干扰。共模干扰是加在仪表任—输入端与地之间的干扰，这种干扰既有直流电压，也可以是交流电压，其幅值取决于化工现场的环境条件和仪表等设备接地情况，可达几伏甚至更高。串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰。其产生的原因有长线传输的互感，空间的电磁场引起的磁场耦合，分布电容的静电耦合等。
二、仪表抗干扰措施
为了降低现场设备对仪表的干扰，首先在设计阶段应当选用干扰小的电气设备。如选择干扰小的变频器，大功率变额器的电源输入端和输出端加装无线电干扰抑制器，从而减少变频器对外界的干扰。其次设备现场安装时应当注意如下事项：仪表地线、屏蔽地线和保护地线应该分别从大地作接地极引入控制室，不要与电气接地共用，自控系统接地电阻要小于4欧姆。
仪表控制柜在配线时，信号线选用相互绞合的屏蔽线缆。信号线不能与动力电缆平行布线，应远离干扰源，也不可与动力电缆放在同一个桥架。同时为了减少干扰，信号电缆的屏蔽层不应两侧同时接地，只能在电缆的一端接地。否则，当电线两端有电位差时，会有电流流过屏蔽线，产生干扰信号[2]。需要指出的是，检测信号线的屏蔽层应在显示仪表侧接地，控制信号线的屏蔽层应在被控单元处接地。这种接地可以排除信号传输过程中产生的干扰。
在现场由于供电电源的波动，会影响仪表工作，需要选用三重屏蔽的电源变压器，而且仪表直流电源滤波及稳压电路要处理好，这样才不会对仪表的测量精度造成影响。现场的强电磁场是造成仪表干扰的主要来源。因为仪表回路由于电磁感应的原因产生感应电压，进而影响仪表电路的正常工作。对于此类干扰，一般化工行业使用的仪表均采取了一定的抗干扰措施，主要是引入滤波电路（如带阻滤波器或带通滤波器）来削弱干扰，有选择地将干扰信号阻断或旁路排除掉。针对化工生产现场的工频干扰作用，仪表多采用这类电路来阻断或滤除工频干扰及其高次谐波。
实践中，现场仪表采用正确的接地方式，可以基本解决自动控制系统中的电气干扰问题。又因为现场条件复杂，出现干扰问题一定先要仔细分析原因，对症下药。下面结合现场的一个案例具体阐述处理电磁干扰的方法。某化工厂检测工艺温度时，发现仪表显示的温度与工艺温度相差较大，鼓风机使用变频器控制，在鼓风机起动时，显示温度变化大。鼓风机停止时，温度即恢复正常。初步措施是将仪表盘与鼓风机柜间隔拉大，中间用挡板隔离；信号电缆的屏蔽层单端接地；鼓风机电缆单独置于—个桥架内。经过上述处理后，发现干扰没有消失只是变小。具体分析，发现该仪表的抗干扰较差，同时鼓风机变频器功率大。这样当鼓风机起动时，产生较大的电磁干扰作用于温度信号线上生成叠加信号，这样温度信号与干扰信号共同进入仪表，使仪表显示错误。去除干扰就要将该叠加信号过滤掉，现场增加电容于仪表的信号输入端用以过滤干扰信号。电容可以平滑滤波，过滤干扰电信号，只使温度信号输入仪表。通过加装电容滤波，温度显示准确，完全解决了电磁干扰。
三、结语
本文对化工生产中测量仪表常见的干扰现象进行了描述，分析了现场的干扰源以及采取的抗干扰技术措施，并结合实际案例具体分析了应对变频器干扰的技术。
参考文献
[1]丁楠. 浅析仪表干扰及防护措施[J]. 黑龙江科技信息，2008（3）：4.
[2]胡韬睿， 蒋烨. 变频器对测量仪表的干扰及现场解决措施[J]. 化工自动化及仪表，2001， 28（4）：74-75.
关键词：化工仪表 干扰 仪表安装
在化工生产中，测量控制系统主要由检测元件、控制单元、显示仪表组成。现场生产工艺过程数据经检测转换后传送至显示仪表，控制器的输出信号也同样经过传送到达现场执行设备。在这个过程中，会出现有效的信号和各种现场产生的干扰信号一起进入仪表，以及有效执行命令和干扰进入执行机构，产生仪表显示不准确和现场执行机构故障的现象。最后导致企业生产事故，造成经济损失[1]。因此，化工仪表设备进行数据采集、处理的主要障碍就是现场干扰。除了选购满足现场要求的有抗干扰措施的合格仪表之外，仪表在现场使用的过程中，还应采取多方面的技术措施提高抗干扰能力。
一、现场干扰来源
化工生产现场具有高温、高压、粉尘多的特点，干扰存在于整个自动化系统中，其产生的原因主要有机械干扰、热干扰、光干扰、湿度干扰、化学干扰及电磁干扰。其中，电磁干扰是最普遍、影响最严重的干扰，有电磁感应和静电感应两类。电磁感应，也就是磁场耦合，是通过导体间的互感耦合形成空间中磁耦合。现场检测设备与显示仪表之间连接的导线以及仪表内部的配线电路都会通过磁耦合在回路中产生干扰。如化工现场使用的大型变压器、各种交流电动机及高压电网等周围都会形成很强的交变磁场。在这种交变磁场中，仪表的闭合回路将会产生感应电势。因此，仪表导线必须远离这些强用电设备、动网，对导线走线方向进行相应调整以及适当地缩短导线的回路距离。静电感应也称为静电耦合，指的是相对的两物体中，如其一的电位发生变化，则由于物体间的电容使另一物体的电位也发生变化，通过电容性的耦合，干扰源在回路中形成干扰。根据仪表输入端干扰的作用方式，干扰又可分为共模干扰和串模干扰。共模干扰是加在仪表任—输入端与地之间的干扰，这种干扰既有直流电压，也可以是交流电压，其幅值取决于化工现场的环境条件和仪表等设备接地情况，可达几伏甚至更高。串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰。其产生的原因有长线传输的互感，空间的电磁场引起的磁场耦合，分布电容的静电耦合等。
二、仪表抗干扰措施
为了降低现场设备对仪表的干扰，首先在设计阶段应当选用干扰小的电气设备。如选择干扰小的变频器，大功率变额器的电源输入端和输出端加装无线电干扰抑制器，从而减少变频器对外界的干扰。其次设备现场安装时应当注意如下事项：仪表地线、屏蔽地线和保护地线应该分别从大地作接地极引入控制室，不要与电气接地共用，自控系统接地电阻要小于4欧姆。
仪表控制柜在配线时，信号线选用相互绞合的屏蔽线缆。信号线不能与动力电缆平行布线，应远离干扰源，也不可与动力电缆放在同一个桥架。同时为了减少干扰，信号电缆的屏蔽层不应两侧同时接地，只能在电缆的一端接地。否则，当电线两端有电位差时，会有电流流过屏蔽线，产生干扰信号[2]。需要指出的是，检测信号线的屏蔽层应在显示仪表侧接地，控制信号线的屏蔽层应在被控单元处接地。这种接地可以排除信号传输过程中产生的干扰。
在现场由于供电电源的波动，会影响仪表工作，需要选用三重屏蔽的电源变压器，而且仪表直流电源滤波及稳压电路要处理好，这样才不会对仪表的测量精度造成影响。现场的强电磁场是造成仪表干扰的主要来源。因为仪表回路由于电磁感应的原因产生感应电压，进而影响仪表电路的正常工作。对于此类干扰，一般化工行业使用的仪表均采取了一定的抗干扰措施，主要是引入滤波电路（如带阻滤波器或带通滤波器）来削弱干扰，有选择地将干扰信号阻断或旁路排除掉。针对化工生产现场的工频干扰作用，仪表多采用这类电路来阻断或滤除工频干扰及其高次谐波。
实践中，现场仪表采用正确的接地方式，可以基本解决自动控制系统中的电气干扰问题。又因为现场条件复杂，出现干扰问题一定先要仔细分析原因，对症下药。下面结合现场的一个案例具体阐述处理电磁干扰的方法。某化工厂检测工艺温度时，发现仪表显示的温度与工艺温度相差较大，鼓风机使用变频器控制，在鼓风机起动时，显示温度变化大。鼓风机停止时，温度即恢复正常。初步措施是将仪表盘与鼓风机柜间隔拉大，中间用挡板隔离；信号电缆的屏蔽层单端接地；鼓风机电缆单独置于—个桥架内。经过上述处理后，发现干扰没有消失只是变小。具体分析，发现该仪表的抗干扰较差，同时鼓风机变频器功率大。这样当鼓风机起动时，产生较大的电磁干扰作用于温度信号线上生成叠加信号，这样温度信号与干扰信号共同进入仪表，使仪表显示错误。去除干扰就要将该叠加信号过滤掉，现场增加电容于仪表的信号输入端用以过滤干扰信号。电容可以平滑滤波，过滤干扰电信号，只使温度信号输入仪表。通过加装电容滤波，温度显示准确，完全解决了电磁干扰。
三、结语
本文对化工生产中测量仪表常见的干扰现象进行了描述，分析了现场的干扰源以及采取的抗干扰技术措施，并结合实际案例具体分析了应对变频器干扰的技术。
参考文献
[1]丁楠. 浅析仪表干扰及防护措施[J]. 黑龙江科技信息，2008（3）：4.
[2]胡韬睿， 蒋烨. 变频器对测量仪表的干扰及现场解决措施[J]. 化工自动化及仪表，2001， 28（4）：74-75.