钢厂自动化仪表的抗干扰措施研究

摘 要：钢厂在生产过程中的生产车间存在着较为严重的电磁波干扰情况，电磁波的干扰使钢厂中的自动化仪表在进行正常工作的过程中造成很大的影响，本文笔者通过对钢厂自动化仪表的相关内容的论述，为使钢厂中自动化的仪表在工作中受到电磁波干扰程度降到最低值，提出了抗干扰的相关措施。

关键词：钢厂；自动化仪表；抗干扰措施

前言：在钢厂生产的相关生产车间，其内部的电磁的环境是非常复杂的，钢厂中的许多生产设备都被电磁严重干扰着。钢厂中自动化仪表在正常工作过程中受到电磁的严重干扰，为使钢厂中自动化仪表受到的电磁干扰达到最低程度，本文作出以下论述：

一、钢厂自动化仪表的概述

钢厂中的自动化仪表是一种钢厂测量仪器。测量仪器的应用程度取决于其准确程度。钢厂中的自动化仪表的主要组成部分是：取样单元、传感模块、仪表和相关自动化仪表中所需的电缆等。其中仪表的构成成为自动化仪表工作应用能力的关键。仪表主要由输入通道电路、模拟数字转换以及CPU单元和显示电路等部分组成。钢厂自动化仪表主要是通过利用光学或者化学的测量的相关原理对钢厂的样品进行测量，测量之后获取测量值等同的信号值，将信号值传送到仪表之内，仪表通过光电隔离器和信号的放大器进行相关处理，然后通过转换器转化成数字量，微处理器将数字量进行最终处理，将处理结果显示在显示器上。钢厂自动化仪表具有传输距离长和电平低以及精度高的特点【1】。

二、钢厂自动化仪表抗干扰措施

（一）自动化仪表电源抗干扰措施

1.减小数字电路直流电源的相关的内阻能力，使数字电路的电源模拟和电路的直流电源不再连接，使其分开。从而使电磁对仪表电源的干扰达到最低。

2.传统降低仪表电源的方法主要是通过在电源端口处安装滤波器。但滤波器有一个弊端就是没有针对性，传统方法只可抑制30MHz频率的噪声，无法应对上百MHz的谐波频率。本文笔者认为将仪表电源中加入群脉冲干扰抑制器，可以有效对低频和高频噪声进行干扰和抑制，由此，能达到干扰电磁的效果【2】。

（二）自动化仪表传感器抗干扰措施

传感器是影响自动化仪表准确测量的关键部分。为避免传感器受到多方的干扰，选择合适的传感器是实现自动化的仪表测量准确程度提高和抗干扰能力增强的关键。仪表传感器的工作的环境较为复杂，其受到的干扰程度最大。所以，在选取合适传感器时，要考虑多方面情况。

（三）自动化仪表模拟数字转换器的抗干扰措施

1.针对自动化仪表中模拟数字转换器的选择，要选择其积分式的或者双积分式的。选择这两种转化器可以利用均值的转换原理，能够有效的降低高频噪声的干扰。

2.自动化仪表模拟数字转换器可以将同步采样的频率设置为干扰低频率的整数倍，以此可以避免受到低频的干扰

3.将自动化仪表模拟数字转换器中的转换器与工艺进行集成，从而使其受到的干扰程度降低。

4.自动化仪表模拟数字转换器通过对电流进行传输，利用电流在长距离的传输过程更耐干扰的特性。

（四）自动化仪表模拟数字的单片机的抗干扰措施

钢厂自动化仪表是一种以微处理器为基础的测量仪器。其微处理器主要是采用单片机作为主要系统，单片机系统确保其输入和输出的信号的正确性为其正常工作的关键。单片机系统主要由数字电路和模拟电路组成，这两部分是互相作用、互相影响的关系。数字电路和模拟电路容易出现两方面的问题，其一是因为线间耦合而造成串扰通路从而实现相互干扰的状况；另一方面则是容易形成辐射，使电源的影响较为敏感。由此，自动化仪表中的单机片系统为进行抗干扰设置，应将其进行良好的接地设置，使其功率和频率隔离【3】。

（五）自动化仪表信号通道的抗干扰措施

1.钢厂自动化仪表受干扰的主要渠道就是自动化仪表的输入输出的接口，根据自动化仪表的信号通道的特性，可以对其进行隔离。其隔离方法主要依据光电耦合单元的方法进行，之后将光敏感件和光器件进行组合，使光信号转为电信号输出、输入的传递媒介。按照此种方法可以有效消除其直接的电信号的连接地点。凭借此种方式使干扰率降低同时隔离了干扰渠道。光电耦合单元是可以进行能量传递的，由此，大部分的干扰电磁虽然强度很大，但是对其产生相应的影响和作用的时间较短，产生的能量较小，是无法导致发光器件情况的产生。

2.在钢厂自动化仪表信号通道中的频带是已知的情况下，滤波法的应用可以有效的将干扰噪声频率降到最低。在进行抗干扰过程，所选用的滤波器应用低通滤波器，这是因为自动化仪表在测量的过程中，噪声的干扰是高频量的【4】。

（六）自动化仪表中印制电路板的抗干扰措施

1.印制电路板是自动化仪表硬件的重要组成部分，其提供了自动化仪表的电路器件之间的电气连接，由此，自动化仪表中的印制电路板性能的高低直接影响自动化仪表测量的准确程度的高低。印制电路板的选择尤为重要。为节省资本投入，印刷电路板的设计方面通常关注于减小空间，但是忽略了抗干扰能力，例如其电磁的兼容性能力、导致信号辐射的问题等。所以，初期的印制电路板设计时应注意电源线和地线的设置情况。电源线和地线如果其设计的太细，容易造成大量的组抗力，使电源和电位随着线的阻力产生的负载电流而发生变化，引起噪声的干扰。因此，自动化仪表的地线和电源线应选择较粗的形式，而且在布局过程中将其设置在印制板两面。

2.印制电路板上的元器件在自动化仪表进行工作时，会自行造成彼此干扰。为避免干扰应该对印制电路板上的相关元器件进行科学的分割。要将同组的元器件统一集中的组装到一起，以保证与其他元器件互不干扰。例如，钢厂可以将自动化仪表中的电源和电压两种元器件进行分组，之后可以依据数字和模拟以及电流大小进行合理的分组。尽量可以做到同类相关的元器件组装安排在一起，其器件的排列方向要保证基本相同。

结论：通过本文文章的论述可以发现钢厂自动化仪表的抗干扰措施是一个相对比较复杂的问题，需要相关人员针对不同情况和诸多方面进行综合全面的考虑，例如：钢厂自动化仪表的抗干扰的措施，要对其内部的各个元器件进行观察和研究，使其在选择电路的设计和仪表的信号处理方面进行合理的设置，从而达到降低钢厂自动化仪表干扰程度。

参考文献：

[1]贺龙.试析钢厂自动化仪表的抗干扰策略[J].电子技术与软件工程，2013，11（15）：161.

[2]芦永明，钱王平，邓多洪，倪国华，方仕雄.利用物联网技术实现钢铁企业智能化生产管理[J].中国冶金，2014，12（09）：1-5.

[3]本刊专题报道.我国流程工业的绿色化、自动化及装备技术创新能力快速提升[J].科技促进发展，2015，05（02）：214-220.

[4]芦永明，钱王平，邓多洪，倪国华，方仕雄.利用物联网技术实现钢铁企业智能化生产管理[J].中国冶金，2014，03（09）：1-5.

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