钢厂自动化仪表的抗干扰策略研究
张金峰
【摘 要】随着我国城市化的不断发展，城市建设中需要的钢材越来越多，促进了我国钢厂的快速发展。在我国科技技术水平不断提高的影响下，钢厂自动化仪表也最值得快速的发展。钢厂车间逐渐出现了各类智能控制设备、传感器自动化设备。但由于钢厂存在着噪音大、粉尘、高温、高压等能够干扰仪表正常运行的因素。因此，论文从多角度出发，从概述自动化仪表着手，对钢厂自动化仪表的抗干扰进行深入探析和研究。
【Abstract】With the continuous development of urbanization in China， more and more steel is needed in urban construction， which promotes the rapid development of steel plants in China. Under the influence of the continuous improvement of China's science and technology level， the automation instrument of the steel factory is also worth the rapid development. There are various intelligent control equipment and sensor automation equipment in the steel workshop. However， there are some factors such as noise， dust， high temperature and high pressure that interfere with the normal operation of the instrument in the steel plant. Therefore， from the perspective of multi-angle， this paper analyzes and studies the anti-interference of the automation instrument from the overview of automation instrument.
【关键词】自动化仪表；自动化；抗干扰
【Keywords】automation instrument； automation； anti-interference
【中图分类号】TF345 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）11-0178-02
1 引言
抗干扰是指防止因信号发生畸变而产生影响设备运行的因素。钢厂自动化仪表面临的最大问题就是干扰，由于钢厂环境的影响，对钢厂自动化仪表的干扰现象较为严重，从而使得钢厂自动化仪表测量存在误差，影响了仪表的准确。随着我国信息技术的发展，很大程度上促进了自动化仪表的发展，对自动化仪表抗干扰的研究也取得了较大的成果。但不可否认的是，我国钢厂自动化仪表抗干扰能力依然存在一些问题。因此，钢厂自动化仪表抗干扰依然成为当今热议的话题，而如何提高钢厂自动化仪表的抗干扰能力成为了研究部门亟待解决的问题。
2 自动化仪表概述
自动化仪表一般具有报警、控制、测量、记录、显示等功能，由自动原件组成。自动化仪表是自动控制系统中重要的组成部分，主要由显示器、变送器、传感器等系统组成。主要的仪表有温度仪表、压力仪表、物料仪表、流量仪表、过程分析仪等自动化仪表。温度仪表最常用的就是热电偶、热电阻等，特殊电偶有防爆热电偶、多点式热电偶、表面热电偶、耐磨热电偶等；压力仪表分为活塞式、分液柱式，常用的有基地式调节器；物料体表分为超声波式、电容式、电接触式、静压式、浮力式、直读式等，常用的有液位精度儀等。钢厂使用的自动仪表主要有环保仪表、电工仪表、工业自动仪表等。环保仪表主要应用于环境污染监测和环境质量监测等工作。自动化仪表经历了早期发展阶段、电子自动式、智能自动型等三个发展阶段，当今我国钢厂自动仪表处于智能自动型发展阶段[1]。
3 分析干扰自动化仪表的因素
3.1 静电干扰
在钢厂日常的生活中，不可避免的会产生静电，各类设备、仪表在使用时，都将会通过电缆、电线产生静电。主要以电磁感应、传导耦合、电辐射等对钢厂自动化仪表产生干扰，甚至造成破坏钢厂自动化仪表的问题。众所周知，仪表仪器在运行的一瞬间会产生极强的电量，电量有可能会瞬间造成仪表的破坏。静电的干扰最容易产生仪表测量错误和判断错误。因此，钢厂自动化仪表维护人员应重视钢厂自动化仪表静电干扰维护[2]。
3.2 电导耦合干扰
钢厂车间生产设备都需要用电力才能保证正常的运行，然而随着时间的增长，电路绝缘层逐渐老化，容易造成电路之间的不良接触，从而对钢厂自动化仪表产生电导耦合干扰，甚至还会造成更加严重的安全事故。另外，回路线路也会造成电导耦合的干扰，它是电导耦合的主要干扰源。在钢厂设备日常检修的过程中，维护人员应注重电路电线绝缘层的维修，防止因绝缘层老化造成自动化仪表受到干扰，表面钢厂自动化仪表受到电导耦合的干扰，从而避免钢厂自动化仪表出现检测错误的问题。
3.3 电磁感应干扰
电动仪表受到干扰的主要因素是电磁干扰，由于钢厂存在各种各样用电设备、导线、变压设备、电力线路等，这些设备线路都能够产生一定的电磁波。这些电磁波都会对钢厂自动化仪表产生干扰，而强烈的电磁波也有可能破坏仪表，给钢厂带来巨大的损失。因此，钢厂自动化仪表抗干扰部门应安装静电疏导装置、防电磁装置，降低电磁波对钢厂自动化仪表的干扰[3]。
4 仪表抗干扰优化策略
4.1 传感器抗干扰优化
由于钢厂生产环境的影响，使得钢厂自动化仪表工作处于多粉尘、高温、电磁的环境中，因此，钢厂自动化仪表常受到尖峰的干扰。在这样的环境下，通过在钢厂自动化仪表硬件方面输入隔离变压器，在软件方面进行圭导通讯来进行防尖峰干扰有最好的效果。钢厂生产开关机的瞬间干扰有可能会对钢厂自动化仪表造成直接的破坏，可想而知，设备开关瞬间产生的干扰是多么强烈。因此，必须通过供电系统抗干扰的方式，并结合钢厂自动化仪表隔离的方法来进行抗干扰的设计[4]。
4.2 处理器抗干扰优化
钢厂自动化仪表处理器系统是钢厂自动化仪表的重要组成构建，同时在自动化仪表的干扰方面也能有很好的效果。电路耦合产生的信号和辐射都可能对钢厂自动化仪表造成干扰和破坏。因此，可以通过降低单片机工作频率的方法来降低干扰。另外还可以通过将单片机与电导线进行连接，将钢厂的静电引入地下，减少静电的干扰。除此之外，还可以打开处理器自动环境系统，当处理器受到干扰时，处理器能够自动判断干扰的来源，并进行系统还原，从而确保钢厂自动化仪表的检测数据准确无误。
4.3 电路抗干扰优化
鋼厂中各类自动化仪表的主要构件是电路板，如果电路板高度集成，有利于节约仪表的空间。电路主要受到的干扰包括噪音干扰和信号干扰。首先，噪音干扰能够通过加粗供电电线和接地线，降低噪音干扰。其次，将钢厂自动化仪表内部各类元件进行规整排列，降低信号的干扰[5]。
4.4 仪表抗干扰防护措施规范化
根据钢厂自动仪表的操作环境、操作要求、流程特点、生产规模等情况，选择技术支持、售后服务好、维护工作、功能完善、故障率低、技术先进的钢厂自动化仪表。还需要出具工艺的温度、防爆等级、压力等级等具有高保障的钢厂自动化仪表。采购部门也应货比三家，选择最良好、保障性最高的钢厂自动化仪表。同时钢厂需要加大对钢厂自动化仪表日常检修维护的力度，注重钢厂自动化仪表长期的运行和维护方便性的问题。另外、钢厂自动化仪表使用的人员，应严格按照规章制度和说明书来进行操作，正确安装仪表设备，严格遵循钢厂自动化仪表检修流程进行，确保钢厂自动化仪表能够正常的运行。除此之外，钢厂应定期对仪表操作员进行培训，提高专业技术能力，提高职业道德，提升综合素质，为钢厂创造良好的人才发展基础，从而提高钢厂自动化仪表抗干扰能力和保护措施水平[6]。
5 结语
通过本文的论述得知，在自动化仪表的发展时期，对其功能有了全新的认识。但钢厂自动化仪表在工作中受了静电、电导耦合、电磁等因素的干扰，影响了仪表的正常运行。通过优化传感器抗干扰能力、处理器抗干扰、电路抗干扰、仪表抗干扰保护措施等，能够有效的提高仪表的抗干扰能力。望此次的研究能为我国钢厂自动化仪表的抗干扰研究提供有效的帮助，从而提高我国钢厂自动化仪表抗干扰的能力。
【参考文献】
【1】郭红.仪器仪表现场应用中的抗干扰分析及解决措施[J].山东工业技术，2017（16）：264-264.
【2】陈琛，童克波.对智能仪表抗干扰技术的研究[J].现代制造技术与装备，2015（6）：159-160.
【3】丁爱峰，廖望，胡胜云，等.某车型电子仪表抗干扰研究与优化设计[J].汽车电器，2016（9）：56-58.
【4】闫旭.仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计[J].中国高新技术企业，2017（10）：25-26.
【5】尹楠.智能仪表抗干扰和故障诊断分析[J].科技创新与应用，2015（24）：129-129.
【6】王钰霖，王世琪，孙哲，等.浅谈飞机无线电罗盘数字化设计与抗干扰研究[J].无线互联科技，2014（5）：174-174.
【摘 要】随着我国城市化的不断发展，城市建设中需要的钢材越来越多，促进了我国钢厂的快速发展。在我国科技技术水平不断提高的影响下，钢厂自动化仪表也最值得快速的发展。钢厂车间逐渐出现了各类智能控制设备、传感器自动化设备。但由于钢厂存在着噪音大、粉尘、高温、高压等能够干扰仪表正常运行的因素。因此，论文从多角度出发，从概述自动化仪表着手，对钢厂自动化仪表的抗干扰进行深入探析和研究。
【Abstract】With the continuous development of urbanization in China， more and more steel is needed in urban construction， which promotes the rapid development of steel plants in China. Under the influence of the continuous improvement of China's science and technology level， the automation instrument of the steel factory is also worth the rapid development. There are various intelligent control equipment and sensor automation equipment in the steel workshop. However， there are some factors such as noise， dust， high temperature and high pressure that interfere with the normal operation of the instrument in the steel plant. Therefore， from the perspective of multi-angle， this paper analyzes and studies the anti-interference of the automation instrument from the overview of automation instrument.
【关键词】自动化仪表；自动化；抗干扰
【Keywords】automation instrument； automation； anti-interference
【中图分类号】TF345 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）11-0178-02
1 引言
抗干扰是指防止因信号发生畸变而产生影响设备运行的因素。钢厂自动化仪表面临的最大问题就是干扰，由于钢厂环境的影响，对钢厂自动化仪表的干扰现象较为严重，从而使得钢厂自动化仪表测量存在误差，影响了仪表的准确。随着我国信息技术的发展，很大程度上促进了自动化仪表的发展，对自动化仪表抗干扰的研究也取得了较大的成果。但不可否认的是，我国钢厂自动化仪表抗干扰能力依然存在一些问题。因此，钢厂自动化仪表抗干扰依然成为当今热议的话题，而如何提高钢厂自动化仪表的抗干扰能力成为了研究部门亟待解决的问题。
2 自动化仪表概述
自动化仪表一般具有报警、控制、测量、记录、显示等功能，由自动原件组成。自动化仪表是自动控制系统中重要的组成部分，主要由显示器、变送器、传感器等系统组成。主要的仪表有温度仪表、压力仪表、物料仪表、流量仪表、过程分析仪等自动化仪表。温度仪表最常用的就是热电偶、热电阻等，特殊电偶有防爆热电偶、多点式热电偶、表面热电偶、耐磨热电偶等；压力仪表分为活塞式、分液柱式，常用的有基地式调节器；物料体表分为超声波式、电容式、电接触式、静压式、浮力式、直读式等，常用的有液位精度儀等。钢厂使用的自动仪表主要有环保仪表、电工仪表、工业自动仪表等。环保仪表主要应用于环境污染监测和环境质量监测等工作。自动化仪表经历了早期发展阶段、电子自动式、智能自动型等三个发展阶段，当今我国钢厂自动仪表处于智能自动型发展阶段[1]。
3 分析干扰自动化仪表的因素
3.1 静电干扰
在钢厂日常的生活中，不可避免的会产生静电，各类设备、仪表在使用时，都将会通过电缆、电线产生静电。主要以电磁感应、传导耦合、电辐射等对钢厂自动化仪表产生干扰，甚至造成破坏钢厂自动化仪表的问题。众所周知，仪表仪器在运行的一瞬间会产生极强的电量，电量有可能会瞬间造成仪表的破坏。静电的干扰最容易产生仪表测量错误和判断错误。因此，钢厂自动化仪表维护人员应重视钢厂自动化仪表静电干扰维护[2]。
3.2 电导耦合干扰
钢厂车间生产设备都需要用电力才能保证正常的运行，然而随着时间的增长，电路绝缘层逐渐老化，容易造成电路之间的不良接触，从而对钢厂自动化仪表产生电导耦合干扰，甚至还会造成更加严重的安全事故。另外，回路线路也会造成电导耦合的干扰，它是电导耦合的主要干扰源。在钢厂设备日常检修的过程中，维护人员应注重电路电线绝缘层的维修，防止因绝缘层老化造成自动化仪表受到干扰，表面钢厂自动化仪表受到电导耦合的干扰，从而避免钢厂自动化仪表出现检测错误的问题。
3.3 电磁感应干扰
电动仪表受到干扰的主要因素是电磁干扰，由于钢厂存在各种各样用电设备、导线、变压设备、电力线路等，这些设备线路都能够产生一定的电磁波。这些电磁波都会对钢厂自动化仪表产生干扰，而强烈的电磁波也有可能破坏仪表，给钢厂带来巨大的损失。因此，钢厂自动化仪表抗干扰部门应安装静电疏导装置、防电磁装置，降低电磁波对钢厂自动化仪表的干扰[3]。
4 仪表抗干扰优化策略
4.1 传感器抗干扰优化
由于钢厂生产环境的影响，使得钢厂自动化仪表工作处于多粉尘、高温、电磁的环境中，因此，钢厂自动化仪表常受到尖峰的干扰。在这样的环境下，通过在钢厂自动化仪表硬件方面输入隔离变压器，在软件方面进行圭导通讯来进行防尖峰干扰有最好的效果。钢厂生产开关机的瞬间干扰有可能会对钢厂自动化仪表造成直接的破坏，可想而知，设备开关瞬间产生的干扰是多么强烈。因此，必须通过供电系统抗干扰的方式，并结合钢厂自动化仪表隔离的方法来进行抗干扰的设计[4]。
4.2 处理器抗干扰优化
钢厂自动化仪表处理器系统是钢厂自动化仪表的重要组成构建，同时在自动化仪表的干扰方面也能有很好的效果。电路耦合产生的信号和辐射都可能对钢厂自动化仪表造成干扰和破坏。因此，可以通过降低单片机工作频率的方法来降低干扰。另外还可以通过将单片机与电导线进行连接，将钢厂的静电引入地下，减少静电的干扰。除此之外，还可以打开处理器自动环境系统，当处理器受到干扰时，处理器能够自动判断干扰的来源，并进行系统还原，从而确保钢厂自动化仪表的检测数据准确无误。
4.3 电路抗干扰优化
鋼厂中各类自动化仪表的主要构件是电路板，如果电路板高度集成，有利于节约仪表的空间。电路主要受到的干扰包括噪音干扰和信号干扰。首先，噪音干扰能够通过加粗供电电线和接地线，降低噪音干扰。其次，将钢厂自动化仪表内部各类元件进行规整排列，降低信号的干扰[5]。
4.4 仪表抗干扰防护措施规范化
根据钢厂自动仪表的操作环境、操作要求、流程特点、生产规模等情况，选择技术支持、售后服务好、维护工作、功能完善、故障率低、技术先进的钢厂自动化仪表。还需要出具工艺的温度、防爆等级、压力等级等具有高保障的钢厂自动化仪表。采购部门也应货比三家，选择最良好、保障性最高的钢厂自动化仪表。同时钢厂需要加大对钢厂自动化仪表日常检修维护的力度，注重钢厂自动化仪表长期的运行和维护方便性的问题。另外、钢厂自动化仪表使用的人员，应严格按照规章制度和说明书来进行操作，正确安装仪表设备，严格遵循钢厂自动化仪表检修流程进行，确保钢厂自动化仪表能够正常的运行。除此之外，钢厂应定期对仪表操作员进行培训，提高专业技术能力，提高职业道德，提升综合素质，为钢厂创造良好的人才发展基础，从而提高钢厂自动化仪表抗干扰能力和保护措施水平[6]。
5 结语
通过本文的论述得知，在自动化仪表的发展时期，对其功能有了全新的认识。但钢厂自动化仪表在工作中受了静电、电导耦合、电磁等因素的干扰，影响了仪表的正常运行。通过优化传感器抗干扰能力、处理器抗干扰、电路抗干扰、仪表抗干扰保护措施等，能够有效的提高仪表的抗干扰能力。望此次的研究能为我国钢厂自动化仪表的抗干扰研究提供有效的帮助，从而提高我国钢厂自动化仪表抗干扰的能力。
【参考文献】
【1】郭红.仪器仪表现场应用中的抗干扰分析及解决措施[J].山东工业技术，2017（16）：264-264.
【2】陈琛，童克波.对智能仪表抗干扰技术的研究[J].现代制造技术与装备，2015（6）：159-160.
【3】丁爱峰，廖望，胡胜云，等.某车型电子仪表抗干扰研究与优化设计[J].汽车电器，2016（9）：56-58.
【4】闫旭.仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计[J].中国高新技术企业，2017（10）：25-26.
【5】尹楠.智能仪表抗干扰和故障诊断分析[J].科技创新与应用，2015（24）：129-129.
【6】王钰霖，王世琪，孙哲，等.浅谈飞机无线电罗盘数字化设计与抗干扰研究[J].无线互联科技，2014（5）：174-174.
