摘要：全面了解电磁干扰的来源和传播途径,采取有效预防措施,改善精密仪器设备的运行环境,是使其稳定工作的先决条件。本文分析了电磁干扰对仪器仪表系统的危害,并介绍了几种的抗电磁干扰设计。
关键词：仪控检修；常见问题；优化建议
1.引言
干扰是火电厂机组运行中客观存在的现象，就形成机理来说主要有静电感应、电磁感应、漏电流感应、射频干扰等。干扰类型通常按噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。抑制干扰从消除干扰源和切断耦合通道两方面着手，常用的抑制措施有隔离、屏蔽、平衡、接地等。从电厂仪控专业介绍入手，逐步提出了班组技术民主的概念及其必要性和影响因素。针对仪控专业特点，探讨了班组实现技术民主的方法和途径。
2.干扰的表象与危害
2.1在调试过程中，常会遇到以下几种现象：调节阀并未接收开度指令，却在无规则反复震荡；无信号输入时，数字显示表数值乱跳；传感器工作时，其输出值(4-20mA信号或热电偶毫伏信号）与实际参数所对应的标准信号值不吻合，且误差值是随机的、无规律的； 在被测参数稳定的情况下，传感器输出与被测参数所对应的信号的差值为一稳定或呈周期性变化的数值；与交流伺服系统共用同一电源的设备(如显示器等)工作不正常； 控制柜信号指示灯在状态接点未闭合时依然点亮，亮度较暗。
2.2电磁干扰的危害 。电磁干扰即EMI(Electromagnetic Interference),指系统通过传导或者辐射,发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。无论何种干扰源,对仪器仪表的干扰一般是通过传导和直接辐射两种途径进入仪器仪表控制系统中的,如通过容性耦合或感性耦合把电磁场干扰直接辐射到控制系统中。或者通过输入输出信号线、电源线和地线,把干扰传导到控制系统中。仪器仪表的低电平电子电路,其正常的输入峰值电压在0.05~2 V范围内,当受到中等场强辐射时就会发生故障。由脉冲宽度和脉冲重复频率的改变所引起的敏感度变化是轻微的,信号的极化是重要的,通常仪器仪表对垂直极化信号更为敏感。在恶劣的电磁环境中或信息技术设备之间的相互干扰,会导致仪器仪表运转失灵。主要是由于指令传输的错误而进入错误工作程序,或造成仪器仪表停止运行,数据库信息遭到破坏等故障。
3.电磁干扰的侵入路径
干扰进入控制系统的渠道主要有两类：一类是信号传输通道干扰，干扰通过与系统相联的信号输入通道、输出通道进入，信号传输通道是控制系统或驱动器接收反馈信号和发出控制指令的途径，因为脉冲波在传输线上会出现延时、畸变、衰减与通道干扰，所以在传输过程中，线路越长干扰会越严重。另一类是供电系统干扰，任何电源及输电线路都存在内阻，正是这些内阻才引起了电源的噪声干扰，如果没有内阻，无论何种噪声都会被电源短路吸收，线路中也不会建立起任何干扰电压。此外，交流伺服系统驱动器本身也是较强的干扰源，它可以通过电源对其它设备进行干扰。
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4.常见问题抗干扰优化措施
4.1隔离
在长距离传输信号时，可采用光电耦合器进行隔离。光电耦合器是一种以光为媒介传输电信号的电-光-电转换器件，光电隔离可以切断控制系统与输入通道、输出通道电路之间的联系，有效地抑制尖峰脉冲及各种噪声干扰，使信号传输过程的信噪比大大提高。干扰噪声虽然有较大的电压幅度，但是能量很小。电流，而光电耦合器输入部分的发光二极管是在电流状态下工作的，一般导通电流为10mA～15mA，所以即使有很大幅度的干扰，也会由于不能提供足够的电流而被抑制掉。 如果在电路中不采用光电隔离，外部的尖峰干扰信号就会进入系统或直接进入伺服驱动装置，产生前面所述的第1种干扰现象。
4.2屏蔽
系统中各个部分都可能存在耦合干扰，如信号线间的耦合，电源线与系统的耦合，板内电路的耦合等。而解决耦合的方法，一是抑制干扰源，二是保护易受干扰的通道，所谓屏蔽，就是这两种方法的结合。抑制干扰源最有效的方法就是将易受干扰的通道远离强干扰源，并对干扰源进行屏蔽。
保护易受干扰的通道就是对于系统中的信号电缆，使用计算机屏蔽电缆，屏蔽层应采用一点接地的方法，而且屏蔽层外还要有绝缘层，以防止与其它金属导体或结构接触时形成通路，造成地电流和地电压的干扰。随着机组容量增大和计算机监控系统采用屏蔽电缆的增多，屏蔽层正确接地已经成为抗干扰的重要环节。
4.3平衡
利用电路上的平衡关系，让两根传输同一信号的导线具有相同的干扰电压，可以使干扰电压在这两根导线上的负载自行抵消。用这种方法能有效地抑制外电路的电磁干扰，双绞线就是平衡处理的一种形式。双绞线与同轴电缆相比，虽然频带较差，但波阻抗高，抗共模噪声能力强，能使各个小环节的电磁感应干扰相互抵消。采用双绞屏蔽线长线传输可以有效地抑制前文提到的干扰现象中的2、3、4种干扰现象。
4.4接地
接地是分散控制系统抗干扰的重要措施，是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。在实施隔离及屏蔽措施时，基本都需要接地。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使控制系统无法正常工作。实践中，由于接地不良或接法错误造成控制系统失效甚至损坏的事例很多，因此对接地问题必须慎重处理。
5结束语
可见干扰问题是一个十分重要的问题，应该作为一个课题加以研究。在火电厂设计、施工、调试、运行的各个阶段，都应该充分考虑到可能存在的干扰问题和应采取的抑制措施 ，使控制系统能在干扰最小化甚至无干扰的良好状态下可靠工作，精准测控，从而达到降低煤耗和发电成本，提高机组效率，延长设备使用寿命的目标。
参考文献：
[1]景昌华. 聊城发电厂仪控检修进度管理应用研究[D].华北电力大学,2013.
[2]戴凤梅. 温控仪控温失灵检修二例[J]. 家电检修技术,2005(22):54.
论文作者:周茹雯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：干扰论文; 信号论文; 控制系统论文; 屏蔽论文; 抑制论文; 通道论文; 噪声论文; 《电力设备》2018年第27期论文;