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碳酸氫鈉流量計等儀表在自控儀表系統(tǒng)中的防干擾策略
發(fā)布時間:2020-06-30 13:49:25??點擊次數:940次
碳酸氫鈉流量計是高精度、高可靠流量儀表,采用法拉*電磁感應定律設計而成,傳感器主要組成部分是:測量管、電*、勵磁線圈、鐵芯與磁軛殼體。流量計主要用于測量封閉管道中的導電液體和漿液中的體積流量。包括酸、堿、鹽等強腐蝕性的液體。該產品廣泛應用于石油、化工、冶金、輕紡、造紙、環(huán)保、食品等工業(yè)部門及市政管理,水利建設、河流疏浚等領域的流量計量。
1自控儀表常見類型
1.1碳酸氫鈉流量計為化工生產所應用的主要儀表類型,由磁路系統(tǒng)、測量導管、電*、轉換器等部分構成。其中,磁路系統(tǒng)為儀表的核心部分。該系統(tǒng)的作用在于產生磁場。通過測量導管內導電介質流量的方式,對生產過程中電力系統(tǒng)運行情況進行觀察。以判斷電力系統(tǒng)的性能是否能夠穩(wěn)定發(fā)揮。碳酸氫鈉流量計使用過程中的常見干擾以電磁干擾為主。除此之外,內部元件的質量以及接線情況,同樣會對其性能產生影響??梢姡瑸樘岣呱a效率及安全性,積*預防上述干擾是關鍵。
1.2液位計
液位計,屬于物位儀表的一種,包括投入式液位計、磁浮球液位計,磁浮子液位計等多種類型。將其應用到化工生產行業(yè),能夠有效明確液體的位置。隨著液體位置的變化,浮子會隨之發(fā)生變化。此時,液位的高度,既可清晰的體現在儀表當中。磁浮子式儀表,由液位傳感器及信號轉換器兩部分構成。當液體位置發(fā)生變化時,磁位傳感器可隨之對其位置進行測量。并將測量所得到的信息傳輸至信號轉換器當中。信號轉換器接收到信號后,可立即將其轉換為可顯示的信號,并將其輸出,*終完成液位監(jiān)測的過程。
1.3濃度計
根據測量原理的不同,可將濃度計分為旋轉式、動刀式、定刀式、電量式等多種。該儀表的功能,主要在于對液體中物質的濃度進行測量。HGY2058型酸堿鹽濃度計屬于在線監(jiān)測濃度計的一種。儀器可與傳感器相連接,在不與被測介質接觸的情況下,對具有強烈腐蝕性的介質的濃度進行檢測。將該儀器應用到化工生產行業(yè)中,能夠使工作人員及時的掌握各項濃度指標。進而通過對指標的調整,提高化工生產質量及安全性。
2自控儀表系統(tǒng)的干擾表現
2.1電磁干擾
電磁干擾,為碳酸氫鈉流量計、液位計,以及濃度計的常見干擾類型。鑒于上述儀器的功能,均需在電磁環(huán)境下發(fā)揮。因此一旦產生電磁干擾,儀器測量指標的準確度必然會受到影響。儀表運行過程中,電與磁可經電路與磁路對儀表產生干擾。如儀表運行周圍環(huán)境存在強磁場,則測量儀表的電路與導線時,往往可見明顯的干擾電壓。上述現象表明,儀表周圍的電磁環(huán)境已經對其運行的可靠性,及其參數顯示的準確度造成了影響。需立即給予解決,以防增加化工生產的風險。
2.2機械干擾
化工生產的過程中,因機械干擾所導致的儀表參數不準確的問題時有發(fā)生。導致機械干擾問題出現的原因,與施工人員震動、敲打、沖擊等工作的執(zhí)行有關。自控儀表系統(tǒng)中,各項元件,均具有*強的精密度及靈敏性。受外力沖擊后,*容易出現變形、錯位、連接線變動等情況。部分儀表的指針同樣會出現變化。可見,提高儀表運行的穩(wěn)定性及安全性,并在嚴格控制機械運行狀態(tài)的基礎上,采用相應系統(tǒng),對其相應指標進行監(jiān)測是關鍵。
2.3環(huán)境干擾
儀表運行過程中,溫度與濕度的變化均會對其造成干擾?;どa行業(yè)碳酸氫鈉流量計、液位儀及濃度計中,均含有大量的半導體。半導體的功能主要在于導電。而其導電能力,則與光的變化顯著相關。因此,如光的變化幅度過大,儀表的導電性能及其運行狀態(tài),必然會受到影響。另外,因環(huán)境濕度過大所誘發(fā)的漏電與膨脹現象,以及因環(huán)境溫度過高而誘發(fā)的電路器件參數的變化,同樣會對自控儀表系統(tǒng)造成干擾。
3自控儀表系統(tǒng)的防干擾策略
3.1ControlLogix系統(tǒng)的構成
將ControlLogix系統(tǒng)應用到自控儀表系統(tǒng)之中,能夠有效提高儀器的抗干擾性能。該系統(tǒng)主要由Logix5560處理器、ControlLogixI/O模塊、ControlLogix背板,以及電源等部分構成。包括設備層、控制層、信息層三大層面。其中,設備層的功能,在于對“碳酸氫鈉流量計”、“液位計”以及“濃度計”的使用期限,及其故障情況進行管理??刂茖拥墓δ?,在于具體實現對儀表運行情況的優(yōu)化控制。信息層的功能,則在于提取系統(tǒng)所生成的信息,判斷儀表的運行是否面臨著被干擾的風險。
3.2防干擾策略
(1)濾波方案
ControlLogix系統(tǒng)可與濾波器相互連接,達到減少自控儀表系統(tǒng)干擾的目的。濾波器運行過程中,能夠對經導線耦合到電路的干擾進行實時的抑制。當儀表運行環(huán)境周圍信號以及噪聲頻率過高時。ControlLogix系統(tǒng)可立即采集上述信息,并將存儲在數據庫中,對信息進行分析。分析完成后的信息,會被傳輸給濾波器。此時,濾波器會立即被接入至傳輸通道中,發(fā)揮濾波的功效。*終達到減少衰減噪聲、提高信噪比的目的。使各項儀表運行過程中所面臨的干擾問題得到解決,提高儀表參數的準確度。
(2)控制電源
在化工生產過程中,各項儀表因震動問題而被干擾難以有效避免。儀表被干擾后,將干擾控制在一定范圍內,是確保生產過程能夠繼續(xù)進行的關鍵。自控儀表系統(tǒng)的電源配置過程中,不同電源的異常自動切斷電路,均可相互聯(lián)通。當某一儀表出現異常時,該儀表無法被隔離,干擾則會隨之產生。為解決上述問題,可將ControlLogix系統(tǒng)應用到干擾的抑制過程中。在此基礎上,對系統(tǒng)進行冗余配置。當某一儀表發(fā)生機械干擾后,ControlLogix系統(tǒng)會立即發(fā)揮其冗余功能,將該儀表切斷并進行隔離,避免干擾的影響范圍擴大化。
(3)優(yōu)化環(huán)境
ControlLogix系統(tǒng),可對碳酸氫鈉流量計等儀表的運行環(huán)境進行監(jiān)測,發(fā)現溫度、濕度與光環(huán)境出現異常時,會立即預警,提醒有關人員給予處理。例如:本化工企業(yè)曾發(fā)生一起碳酸氫鈉流量計失靈事件。事件發(fā)生當日,環(huán)境溫度較高。加之空氣濕度較大,因此碳酸氫鈉流量計的參數出現了異常。事件發(fā)生后,工作人員及時收到了ControlLogix系統(tǒng)的預警信息,并及時對環(huán)境溫度進行了調整,使干擾問題得到了解決。這表明優(yōu)化環(huán)境較為重要。
3.3防干擾效果
本生產企業(yè)于2009年初引進了ControlLogix系統(tǒng),并將其應用到了自動化系統(tǒng)當中。通過對系統(tǒng)應用前后各自控儀表運行情況的觀察發(fā)現:1)系統(tǒng)應用前:碳酸氫鈉流量計、液位計、濃度計年均因被干擾而發(fā)生故障的次數每年20多次,因維修儀表而花費的成本為17萬元。2)系統(tǒng)應用后:碳酸氫鈉流量計、液位計、濃度計年均因被干擾而發(fā)生故障的次數,分別為2次、0次及1次。干擾發(fā)生后,工作人員在ControlLogix系統(tǒng)的預警指示下,立即排除了干擾源,并將干擾維護費用降低到了3.9萬元,對比發(fā)現,ControlLogix系統(tǒng)的應用,取得良好的效果。
4結語
綜上所述,對自控儀表系統(tǒng)防干擾策略的研究,為ControlLogix系統(tǒng)的普及應用,以及我國各行業(yè)儀表運行穩(wěn)定性的提升,提供了重要的借鑒資料。且一定程度上減少了電磁干擾、增強了機械性能、優(yōu)化了儀表的運行環(huán)境。未來,我國各領域應視自控儀表及其常見干擾的類型,通過應用濾波技術、控制電源,以及優(yōu)化環(huán)境等方式,達到抗干擾的目的,使儀表的性能得以進一步增強。
1自控儀表常見類型
1.1碳酸氫鈉流量計為化工生產所應用的主要儀表類型,由磁路系統(tǒng)、測量導管、電*、轉換器等部分構成。其中,磁路系統(tǒng)為儀表的核心部分。該系統(tǒng)的作用在于產生磁場。通過測量導管內導電介質流量的方式,對生產過程中電力系統(tǒng)運行情況進行觀察。以判斷電力系統(tǒng)的性能是否能夠穩(wěn)定發(fā)揮。碳酸氫鈉流量計使用過程中的常見干擾以電磁干擾為主。除此之外,內部元件的質量以及接線情況,同樣會對其性能產生影響??梢姡瑸樘岣呱a效率及安全性,積*預防上述干擾是關鍵。
1.2液位計
液位計,屬于物位儀表的一種,包括投入式液位計、磁浮球液位計,磁浮子液位計等多種類型。將其應用到化工生產行業(yè),能夠有效明確液體的位置。隨著液體位置的變化,浮子會隨之發(fā)生變化。此時,液位的高度,既可清晰的體現在儀表當中。磁浮子式儀表,由液位傳感器及信號轉換器兩部分構成。當液體位置發(fā)生變化時,磁位傳感器可隨之對其位置進行測量。并將測量所得到的信息傳輸至信號轉換器當中。信號轉換器接收到信號后,可立即將其轉換為可顯示的信號,并將其輸出,*終完成液位監(jiān)測的過程。
1.3濃度計
根據測量原理的不同,可將濃度計分為旋轉式、動刀式、定刀式、電量式等多種。該儀表的功能,主要在于對液體中物質的濃度進行測量。HGY2058型酸堿鹽濃度計屬于在線監(jiān)測濃度計的一種。儀器可與傳感器相連接,在不與被測介質接觸的情況下,對具有強烈腐蝕性的介質的濃度進行檢測。將該儀器應用到化工生產行業(yè)中,能夠使工作人員及時的掌握各項濃度指標。進而通過對指標的調整,提高化工生產質量及安全性。
2自控儀表系統(tǒng)的干擾表現
2.1電磁干擾
電磁干擾,為碳酸氫鈉流量計、液位計,以及濃度計的常見干擾類型。鑒于上述儀器的功能,均需在電磁環(huán)境下發(fā)揮。因此一旦產生電磁干擾,儀器測量指標的準確度必然會受到影響。儀表運行過程中,電與磁可經電路與磁路對儀表產生干擾。如儀表運行周圍環(huán)境存在強磁場,則測量儀表的電路與導線時,往往可見明顯的干擾電壓。上述現象表明,儀表周圍的電磁環(huán)境已經對其運行的可靠性,及其參數顯示的準確度造成了影響。需立即給予解決,以防增加化工生產的風險。
2.2機械干擾
化工生產的過程中,因機械干擾所導致的儀表參數不準確的問題時有發(fā)生。導致機械干擾問題出現的原因,與施工人員震動、敲打、沖擊等工作的執(zhí)行有關。自控儀表系統(tǒng)中,各項元件,均具有*強的精密度及靈敏性。受外力沖擊后,*容易出現變形、錯位、連接線變動等情況。部分儀表的指針同樣會出現變化。可見,提高儀表運行的穩(wěn)定性及安全性,并在嚴格控制機械運行狀態(tài)的基礎上,采用相應系統(tǒng),對其相應指標進行監(jiān)測是關鍵。
2.3環(huán)境干擾
儀表運行過程中,溫度與濕度的變化均會對其造成干擾?;どa行業(yè)碳酸氫鈉流量計、液位儀及濃度計中,均含有大量的半導體。半導體的功能主要在于導電。而其導電能力,則與光的變化顯著相關。因此,如光的變化幅度過大,儀表的導電性能及其運行狀態(tài),必然會受到影響。另外,因環(huán)境濕度過大所誘發(fā)的漏電與膨脹現象,以及因環(huán)境溫度過高而誘發(fā)的電路器件參數的變化,同樣會對自控儀表系統(tǒng)造成干擾。
3自控儀表系統(tǒng)的防干擾策略
3.1ControlLogix系統(tǒng)的構成
將ControlLogix系統(tǒng)應用到自控儀表系統(tǒng)之中,能夠有效提高儀器的抗干擾性能。該系統(tǒng)主要由Logix5560處理器、ControlLogixI/O模塊、ControlLogix背板,以及電源等部分構成。包括設備層、控制層、信息層三大層面。其中,設備層的功能,在于對“碳酸氫鈉流量計”、“液位計”以及“濃度計”的使用期限,及其故障情況進行管理??刂茖拥墓δ?,在于具體實現對儀表運行情況的優(yōu)化控制。信息層的功能,則在于提取系統(tǒng)所生成的信息,判斷儀表的運行是否面臨著被干擾的風險。
3.2防干擾策略
(1)濾波方案
ControlLogix系統(tǒng)可與濾波器相互連接,達到減少自控儀表系統(tǒng)干擾的目的。濾波器運行過程中,能夠對經導線耦合到電路的干擾進行實時的抑制。當儀表運行環(huán)境周圍信號以及噪聲頻率過高時。ControlLogix系統(tǒng)可立即采集上述信息,并將存儲在數據庫中,對信息進行分析。分析完成后的信息,會被傳輸給濾波器。此時,濾波器會立即被接入至傳輸通道中,發(fā)揮濾波的功效。*終達到減少衰減噪聲、提高信噪比的目的。使各項儀表運行過程中所面臨的干擾問題得到解決,提高儀表參數的準確度。
(2)控制電源
在化工生產過程中,各項儀表因震動問題而被干擾難以有效避免。儀表被干擾后,將干擾控制在一定范圍內,是確保生產過程能夠繼續(xù)進行的關鍵。自控儀表系統(tǒng)的電源配置過程中,不同電源的異常自動切斷電路,均可相互聯(lián)通。當某一儀表出現異常時,該儀表無法被隔離,干擾則會隨之產生。為解決上述問題,可將ControlLogix系統(tǒng)應用到干擾的抑制過程中。在此基礎上,對系統(tǒng)進行冗余配置。當某一儀表發(fā)生機械干擾后,ControlLogix系統(tǒng)會立即發(fā)揮其冗余功能,將該儀表切斷并進行隔離,避免干擾的影響范圍擴大化。
(3)優(yōu)化環(huán)境
ControlLogix系統(tǒng),可對碳酸氫鈉流量計等儀表的運行環(huán)境進行監(jiān)測,發(fā)現溫度、濕度與光環(huán)境出現異常時,會立即預警,提醒有關人員給予處理。例如:本化工企業(yè)曾發(fā)生一起碳酸氫鈉流量計失靈事件。事件發(fā)生當日,環(huán)境溫度較高。加之空氣濕度較大,因此碳酸氫鈉流量計的參數出現了異常。事件發(fā)生后,工作人員及時收到了ControlLogix系統(tǒng)的預警信息,并及時對環(huán)境溫度進行了調整,使干擾問題得到了解決。這表明優(yōu)化環(huán)境較為重要。
3.3防干擾效果
本生產企業(yè)于2009年初引進了ControlLogix系統(tǒng),并將其應用到了自動化系統(tǒng)當中。通過對系統(tǒng)應用前后各自控儀表運行情況的觀察發(fā)現:1)系統(tǒng)應用前:碳酸氫鈉流量計、液位計、濃度計年均因被干擾而發(fā)生故障的次數每年20多次,因維修儀表而花費的成本為17萬元。2)系統(tǒng)應用后:碳酸氫鈉流量計、液位計、濃度計年均因被干擾而發(fā)生故障的次數,分別為2次、0次及1次。干擾發(fā)生后,工作人員在ControlLogix系統(tǒng)的預警指示下,立即排除了干擾源,并將干擾維護費用降低到了3.9萬元,對比發(fā)現,ControlLogix系統(tǒng)的應用,取得良好的效果。
4結語
綜上所述,對自控儀表系統(tǒng)防干擾策略的研究,為ControlLogix系統(tǒng)的普及應用,以及我國各行業(yè)儀表運行穩(wěn)定性的提升,提供了重要的借鑒資料。且一定程度上減少了電磁干擾、增強了機械性能、優(yōu)化了儀表的運行環(huán)境。未來,我國各領域應視自控儀表及其常見干擾的類型,通過應用濾波技術、控制電源,以及優(yōu)化環(huán)境等方式,達到抗干擾的目的,使儀表的性能得以進一步增強。