钢厂自动化仪表的抗干扰措施研究

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1、钢厂自动化仪表的抗干扰措施研究钢厂的生产车间存在着严重的电磁干扰,对自动化仪表稳定有效的工作造成了比较大的影响，本文阐述相关的抗干扰措施，把电磁干扰降低到最小程度。己的信息，关键词钢厂；自动化仪表；抗丁*扰措施TF7A1674-6708(2011)48-0025-020引言在钢厂的生产车间中，电磁环境十分复杂，许多设备存在着严重的电磁干扰，例如轧钢机、起重设备中的电能变换模块或电机驱动设备等，通过设备的机壳、配电网络发出干扰，对自动化仪表稳定有效的工作造成了比较大的影响。本文阐述相关的抗干扰措施，具有较好的理论意义和实践价值。1钢厂自动化仪表概述钢厂自动化仪表是基于微处理器的测量仪器。一般

2、来讲，由以下几部分组成：取样单元、传感模块、仪表和相关电缆等。仪表则由输入通道电路、模拟数字转换、CPU单元和显示电路等模块共同组成。钢厂自动化仪表工作流程是：首先通过光学或者化学测量原理对样品进行测量，获取对应于测量值的模拟信号值。该信号从测量现场传输到仪表之内，通过仪表光电隔离器以及信号放大器的初步处理之后，由模拟数字转换装置转化为数字量，由微处理器进行进一步处理，处理之后的最终结果在显示器上显示。钢厂自动化仪表信号往往具有传输距离长、电平低、精度高的特点。2仪表的抗干扰措施下面从以下几个方面探讨自动化仪表主要部件的电磁兼容性技术。2.1仪表电源在自动化测量仪表中，往往数字电路和模拟电

3、路共存，电磁干扰最容易影响电源端门，因此需要采取如下措施：1）将数字电路的电源模拟与电路的直流电源分开，并尽量降低数字电路直流电源的内阻，H的是使数字信号对模拟电路的影响降至最低；2）抑制干扰最常用的方法之一是在电源端口加装滤波器。通常，大部分电源线滤波器的功能都是抑制低于30MHz频率噪声，而钢厂脉冲干扰往往具有上百MHz以上的谐波频率，所以在电源端口加装滤波器的效果并不具有针对性。笔者推荐的做法是在仪表电源中引入群脉冲干扰抑制器，一方面向信号源反射低频干扰信号，另一方面吸收高频噪声，并以热的形式释放。由此可知，加装群脉冲干扰抑制器，可以结合吸收和反射，达到抑制脉冲群干扰信号的效果；3）

4、还有一种方法是隔离电源。引入强干扰的主要通道是自动化仪表的电源电路，这些瞬间干扰能够从电源线引入，也能从电源线最终进入仪表的CPU系统，所以，采用隔离电源，选用DC/DC变换器，能够起到很好的抗干扰作用。2.2传感器在钢厂中，许多非电量的参数需要检测，不同的非电量参数需要不同的测量方法，因此较为复杂。即使传感器测量方法相同，也会由于光监测器的数景而影响到测景的准确度。选择合适的传感器是十分重要的。在钢厂环境最普遍和严重的干扰是来自路和场两个途径的电磁干扰。因此提升自动化仪表的电磁兼容性与传感器的选择有着密切的关系。巾于仪表传感器的工作环境复杂而恶劣，必须考虑可能遇到的各类干扰，包括热干扰、

5、机械干扰、尘埃干扰、湿度干扰等等。2.3模数转换器钢厂的自动化仪表中的模拟数字转换器在进行转换时，假若遇到干扰噪声强而被测信号小的情况，就会受到比较大的影响。由于钢厂的特定环境，干扰往往来源于温度变化、设备预热以及引线电感等，针对这样的情况，推荐的抗扰措施为：1）模拟数字转换器优先选用积分式或双积分式，由于其采用的是均值转换的原理，所以能够抑制高频噪声的影响和瞬间干扰；2）对于来自周围环境的低频干扰，可将同步采样频率设置为干扰频率的整数倍，目的是抵消其正负半波在积分过程产生的干扰；3）在传感器上直接通过工艺与转换器进行集成，能够降低线路干扰的影响，提升系统的抗干扰性能；4）以电流替代电压进

6、行传输，因为电流传输便于长距离传输，比电压传输耐受干扰；5）采用浮地技术隔离切断了地电流，以此来降低共模电流；6）为改善高频共模干扰，仪器可以采用屏蔽法，当存在频率较高的干扰信号时，屏蔽防护可以消除传输线与屏蔽体的分布电容上的共模电压；7）选择软件滤波技术。2.4单片机钢厂自动化仪表在线主要采用单片机系统作为微处理器，保证输入和输出信号的正确性，是单片机系统要稳定可靠工作的关键。通常，单片机应用系统可以分成两部分，数字电路和模拟电路，两部分会互相影响，首先是通过线问耦合形成串扰通路而相互干扰，其次是易于形成辐射，对电源影响较敏感。因此，自动化仪表中的单片机系统在进行电磁兼容设计时，首先应进

7、行良好的接地设置，使功率隔离、频率隔离；在电源设计方面，涉及到电源特性的设计和电源性质的选择。前者例如适当的功率裕度，后者则需要考虑选取整流电源还是电池，以及分布式供电还是集中供电等等。另外应引入降频控制技术，在保证系统正常工作的前提下尽可能使频率降低。2.5信号通道钢厂自动化仪表接受干扰的重要途径还包括仪表中的输入输出接口，结合自动化仪表信号通道的实际特性，可以采取的方法有：1）隔离法通过光电耦合单元实现隔离，按适当的