1)地環(huán)流干擾
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制需要用到各種自動(dòng)化儀表、控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu),他們之間的信號(hào)傳輸既有微弱到毫伏級(jí)、毫安級(jí)的小信號(hào);又有幾十伏,數(shù)千伏、數(shù)百安培的大信號(hào);既有低頻直流信號(hào),也有高頻脈沖信號(hào)等等,構(gòu)成系統(tǒng)后往往發(fā)現(xiàn)在儀表和設(shè)備之間傳輸相互干擾,造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤操作,出現(xiàn)這種情況除了每個(gè)儀器、設(shè)備本身的性能原因如抗電磁干擾影響,還有一個(gè)十分重要的原因就是各種儀器設(shè)備根據(jù)要求和目的都需要接地,例如為了**,機(jī)殼需要接大地;為了使電路正常工作,系統(tǒng)需要有公共參考點(diǎn);為了抑制干擾加屏蔽罩,屏蔽罩也需要接地,但是由于儀表和設(shè)備之間的參考點(diǎn)之間存在電勢(shì)差(也就是各設(shè)備的共地點(diǎn)不同)因而形成“地環(huán)流”、“接地環(huán)流”問(wèn)題是在系統(tǒng)處理信號(hào)過(guò)程中必須解決的問(wèn)題。
(2)自然干擾
雷電是一種主要的自然干擾源,雷電產(chǎn)生的干擾可以傳輸?shù)綌?shù)千公里以外的地方。雷電干擾的時(shí)域波形是疊加在一串隨機(jī)脈沖背景上的一個(gè)大尖峰脈沖。宇宙噪音是電離輻射產(chǎn)生的,在**中不斷變化。太陽(yáng)噪音則隨著太陽(yáng)活動(dòng)情況的劇烈變化。自然界噪聲主要會(huì)對(duì)通訊產(chǎn)生干擾,而雷電能量尖蜂脈沖可以對(duì)很多設(shè)備造成損壞,應(yīng)該加以避免或降低損壞程度,減少損失。
(2)人為干擾
電磁干擾產(chǎn)生的根本原因是導(dǎo)體中有電壓或電流的變化,即較大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能夠使導(dǎo)體產(chǎn)生電磁波輻射。一方面,人們可以利用這一特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)特定功能,例如,無(wú)限通信、雷達(dá)或其他功能,另一方面,電子設(shè)備在工作時(shí),由于導(dǎo)體中的dv/dt或di/dt會(huì)產(chǎn)生伴隨電磁輻射。無(wú)論主觀上出于什么目的,客觀上對(duì)電磁環(huán)境造成了污染。還有工廠企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)經(jīng)常有一些大型的設(shè)備(電機(jī)、變頻器)頻繁開(kāi)關(guān),他們也會(huì)造成一些容性、感性的干擾,也將影響儀器儀表正常顯示或采集。凡是有電壓電流突變的場(chǎng)合,肯定會(huì)有電磁干擾存在。數(shù)字脈沖電路就是一種典型的干擾源,隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用,電磁污染情況會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重.
系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的原因
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制需要用到各種自動(dòng)化儀表、控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu),它們之間的信號(hào)傳輸既有微弱到毫伏級(jí)、毫安級(jí)的小信號(hào),又有幾十伏,甚至數(shù)千伏、數(shù)百安培的大信號(hào);既有低頻直流信號(hào),也有高頻脈沖信號(hào)等等,構(gòu)成系統(tǒng)后往往發(fā)現(xiàn)在儀表和設(shè)備之間信號(hào)傳輸互相干擾,造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤操作。出現(xiàn)這種情況除了每個(gè)儀表、設(shè)備本身的性能原因如抗電磁干擾影響外,還有一個(gè)十分重要的原因是由于儀表和設(shè)備之間的信號(hào)參考點(diǎn)之間存在電勢(shì)差,因而形成“接地環(huán)路”造成信號(hào)傳輸過(guò)程中失真。因此,要保證系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠的運(yùn)行。“接地環(huán)路”問(wèn)題是在系統(tǒng)信號(hào)處理過(guò)程中必須解決的問(wèn)題。
解決接地環(huán)路的方法
解決接地環(huán)路的方法,根據(jù)理論和實(shí)踐分析,有三種解決方案:
**種方案:所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備不接地,使所有過(guò)程環(huán)路只有一個(gè)接地點(diǎn),不能形成回路,這種方法看似簡(jiǎn)單,但在實(shí)際應(yīng)用中往往很難實(shí)現(xiàn),因?yàn)槟承┰O(shè)備要求必須接地才能保證測(cè)量精度或確保人身**,某些設(shè)備可能因?yàn)殚L(zhǎng)期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點(diǎn)。
**種方案:使兩接地點(diǎn)的電勢(shì)相同(使V1=V2),但由于接地點(diǎn)的電阻受地質(zhì)條件及氣候變化等眾多因素的影響,這種方案其實(shí)在實(shí)際中無(wú)法完全能做到。
第三種方案:在各個(gè)過(guò)程環(huán)路中使用信號(hào)隔離方法,斷開(kāi)過(guò)程環(huán)路,同時(shí)又不影響過(guò)程信號(hào)的正常傳輸,從而徹底解決接地環(huán)路問(wèn)題。
采用信號(hào)隔離器的優(yōu)越性
在各個(gè)過(guò)程環(huán)路中使用信號(hào)隔離辦法可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現(xiàn)場(chǎng)帶隔離的變送器(部分設(shè)備可以做到),也可以用信號(hào)隔離器來(lái)實(shí)現(xiàn)。比較起來(lái),用信號(hào)隔離器有以下優(yōu)點(diǎn):
●絕大部分情況,采用信號(hào)隔離器+非隔離卡件比采用隔離卡件便宜。
●信號(hào)隔離器比隔離卡件在隔離能力、抗電磁干擾等方面性能更加優(yōu)越。
●信號(hào)隔離器應(yīng)用靈活,而且它還有信號(hào)轉(zhuǎn)換和信號(hào)分配功能,使用起來(lái)更加方便。
●信號(hào)隔離器通常有單通道、雙通道、通道間相互完全獨(dú)立,構(gòu)成系統(tǒng)的配置、日常維護(hù)更加方便