河北大唐国际张家口热电有限责任公司 河北张家口 075000
摘要：本文通过介绍某几起因干扰的导致测量显示波动的现象，并对该干扰现象的分析处理。本文指出了解传感器工作原理也为测量抗干扰的检查分析提供了新的分析、处理的思路。
关键词：干扰；传感器；思路
引言：热控仪表和控制系统的抗干扰能力关系到整个系统可靠的运行。而DCS技术广泛的应用，被控对象以及检测对象分布在不同的地方，它们与控制站之间有较长的距离，受到噪声干扰的风险也随之增大。而热控检测设备大多处在强电电路和强电设备所形成的电磁环境中，同时也受到来自自空间的辐射、系统外引线干扰等问题。因此，除有用信号外，必然会有一些与被测信号无关的电流或电压存在，这种无关的电流或电压通称为“干扰”。在测量过程中，这些干扰若不能很好地处理，那它将歪曲测量结果，严重时可能使仪表或控制站不能正常工作。
一、工业工程中抗干扰的方法
形成干扰的基本三个要素为：干扰源、传播路径、容易受干扰的敏感器件。随着装置的自动化水平日益提高，智能化仪表的普遍应用，以上几种措施在硬件方面通常采取隔离、屏蔽、抑制、接地、双绞、滤波技术实施完成。在软件方面，像数字滤波、数字处理等更多的抑制干扰的措施和方法得以应用，仪表测控系统安全水平大大提高。
在工业过程控制中，一般采用抑制干扰的基本方法有：
1）尽可能地抑制干扰源，削弱其强度输出，如远离、屏蔽等；但有的干扰源无法抑制，如雷击、无线电、发电机等。2）通过隔离和滤波等，拦截或减小干扰信号各种耦合路径的传输量。屏蔽来自导线的辐射噪声，削弱干扰的影响3）提高感受体（控制及弱电流电路、控制系统）的抗扰度，增加干扰源的泄放通路。除了简单的情况外，减少噪声问题的单一解决方案是不存在，通常需要采取综合措施。而由于测量元件系统存在本身的问题，容易产受耦合后，产生的干扰更具有隐蔽性，需要检查的人员更要军备更好的技术水平，了解设备构造、设备原理，方能对干扰进行进一步的分析和处理。、
二、氢气纯度测量波动的处理
2.1氢气测量波动的现象。张热公司采用的氢气纯度仪表为河南省日立信股份有限公司的RS-301ON氢气纯度仪。投运以来一直显示正常稳定。而近期出现了氢气纯度显示波动的现象。如下图曲线所示：
图1 氢气纯度波动的曲线
机组实际运行中，氢气纯度为一个渐变的量，不会出现如曲线中所示一样频繁的波动。经与历史曲线对比，初步分析为仪表输出线路引入干扰信号所致。
2.2、对于干扰采取的应对措施。首先我们简单介绍一下采用热导法测量氢气纯度测量的原理。氢气热导法导气体分析仪由两部分组成：传感器组件和控制单元。传感器组件包含两个气体容室，一个是测量气室，另一个是参比气室。整个传感组件是控制在固定温度，每个容室内都有一个温度传感器来测量各个气体的温度。知道了传感器组件的特性，每种气体的热导系数，每个气体容室的温度读数，测量气的浓度就可以计算出来，并在控制单元上显示。对于发电机氢气纯度测量存在波动的现象，也采取对待他测量波动现象一样对待。经检查氢气纯度信号传输的4~20mA信号线单点接地情况良好，而在DCS的AI输入通道侧增加阻尼磁环、有源以及无源隔离器，并联接地电容后，氢气测量上位机显示仍存在波动现象。最后检查传感器与二次表之间的信号连接，通过测量端子3与4之间的电压存在波现象。二次表与传感器之间的接线图如下：由于该仪表的测量原理为热导法，测量回路为电桥测量，若电桥侧存在干扰，仪表的输出肯定会有变化。需要对仪表的电压进行滤波处理。在端子3和4之间并联电容后，氢气纯度测量不波动值得注意需要合适的选择电容的大小，保证处理抗干扰的效果。电容过大，对信号的衰减作用太大，电容过小，则不能达到要求。
三、一起除盐水箱液位波动处理。
3.1除盐水箱液位波动的现象。原有的除盐水想选择磁翻板+干簧管测量方式。由于在冬季伴热不良，导致磁翻板失灵事件时有发生，引起的水箱水位测量失灵。通过设备改造，在除盐水箱子顶部安装一超声波液位计，通过设置量程后，液位计工作正常，且是液位测量分辨精度更高。然而由于冬天，除盐水箱子内部因为室内外的温差，导致内部的水汽的上升。除盐水箱内部的而由于水汽上升凝结，会引起超声波液位计探头积水。由于该现象，会影响该液位的测量。下图为某一时刻的图，如下图所致。由于工艺原因两个水箱为并联运行，两个水箱因为处于相同的高度。
图2 除盐水箱液位波动的曲线
3.2除盐水箱液位波动的处理方法。检查仪表的特性，在配置仪表水，选择测量介质选择水。而凝结在超声波液位计探头上的水珠，会干扰液位的测量。而现场的实际情况为有浮顶，未测量固体提供了前提。通过更改液位计测量介质由液体变更为固体后，液位可以测量精确。同时采用其他抑制水珠的方法如将液位计抬高，将探头不具备产生水珠的可能，另外通过增加探头界面的防水油膜均为处理该缺陷的合适思路。而通过更换测量方法后，也可保证测量准确。选择在水箱底部增加一压力变送器器同样可以解决该问题。
四、一起瓦振引起的数据波动
4.1一起瓦振波动的现象。一次在机组启动期间，汽轮机瓦振在并网后出现了波动，在某些时刻能达到报警的数据应先监视。检查发现TSI卡件处，无明显的一场。振动的曲线如下图所致。
图3 速度传感器测量原理图
4.2一起瓦振波动的分析和处理方法。在处理TSI系统时，要及时处理了解传感器测量相应量的测量原理。而由于瓦振测量为测量电压的发电机类似。瓦振探头为一个速度传感器，如下图。一般安装在外部轴承盖上，测量轴承盖的上下振动。其工作原理是：一个永磁铁产生恒定的直流磁场，软弹簧一段与测量线圈连接，另外一端与外壳连接。当传感器受到激振时，磁铁和被测物理同时上下振动，由于测量线圈有软弹簧支撑，因而相对静止，这样测量线圈相对切割磁力线产生感应电势，该电势与振动速度呈正读，通过测量电势便可知道振动参量的大小。而现场实际情况振动情况，为发电机5瓦的瓦振动。而发电机的接地碳刷接近由于其他原因，振动传感器的输出线路与接地碳刷的临近导致接地的干扰引入振动探头的信号，导致振动的波动。而将传感器接线和发电机接地碳刷的线移开后恢复正常。了解测量信号的特性，才能根据干扰型号类型选择合适的抗干扰的办法。同时检查传感器的插头接线有松动，为引起的干扰起到了干扰的途径。
三、结语
发电厂存在各种各样的干扰，干扰信号可能出现出现在各个节点上，如何解决抗干扰问题一直是是一难题。而干扰源无法排除时，通常采取接地，并电容，串入电感，加装隔离器、增加阻尼磁环等方法来抑制干扰，解决测量信号波动的问题。然而在信号测量回路中的标准电压也会对信号产生交变信号的影响、传感器特性的选取以及传感器引起干扰的其他方式。在检查干扰时，了解传感器的工作原理，对解决测量干扰有一定的帮助。如采氢气纯度采用的热导法测量，基于电桥测量的原理，如电桥测存在干扰，必定会对输出造成影响。本文对抗干扰分析、处理有一定的指导意义。
作者简介：
白永胜，（1972- ）毕业于、助理工程师、主要从事DCS检修、仪器仪表维护工作。
论文作者:白永胜
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
标签：测量论文; 干扰论文; 氢气论文; 传感器论文; 纯度论文; 信号论文; 盐水论文; 《基层建设》2018年第25期论文;