(1)地環流(liú)幹擾
在工業生産(chǎn)過程中實(shí)現監視和控制(zhì)需要用到各種(zhǒng) 自動化 儀(yí)表、控制系統和執行(háng)機構(gòu),他們之間的信号傳輸既有微弱到毫伏級、毫安級的小信号;又有幾十伏,數千伏、數(shù)百安培的大信(xìn)号(hào);既有低頻直流信号,也有高頻脈沖信号等等,構成系統後往往發現在(zài)儀表和設備之間傳輸相互幹擾,造(zào)成系統不穩定甚至誤操作,出現這種情況除了每個儀器、設備本身(shēn)的(de)性能原因如抗電磁(cí)幹擾影響,還有一個十分重要的原因就是各種儀器設(shè)備根(gēn)據要求(qiú)和目的都需要接地,例如爲了安全,機殼需要接大地;爲了使電路正常工作,系統需要有公共(gòng)參考點;爲了抑制幹擾加屏蔽罩,屏蔽罩也需要接地,但是由于儀表和設備之間(jiān)的(de)參考點之間存在電勢差(也就是各設備的共地點不同(tóng))因(yīn)而形成"地環流(liú)"、"接地環流"問題是在系統(tǒng)處理信号過程中必須解決的問題。
(2)自然幹(gàn)擾
雷電(diàn)是一種主(zhǔ)要的自然幹擾源,雷電産生的幹擾(rǎo)可以(yǐ)傳輸到數千公裏以外的地方。雷電幹擾(rǎo)的時域波形是疊加在一串随機脈沖(chòng)背景上的一個大尖峰(fēng)脈沖。宇宙噪音是電離輻射産生(shēng)的,在一(yī)天中不斷變化。太陽噪音則随着太陽活動情況的劇烈變化。自然界噪聲主(zhǔ)要會(huì)對通訊産生幹擾(rǎo),而雷電能量尖蜂脈沖可以對很多設備造(zào)成損壞,應該加以避免(miǎn)或降低損壞程度(dù),減少(shǎo)損失。
(3)人爲幹擾
電磁幹擾産生的根本原(yuán)因是(shì)導體中有(yǒu)電壓或電流的變化,即較大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能夠使導體産生電磁波輻射。一方面,人們可以利用這一特點實現特定(dìng)功能(néng),例如,無限通信、雷達或其他功(gōng)能;另一方面,電子設備在工作時,由于導體中的dv/dt或di/dt會産生伴(bàn)随電磁輻射,無論主觀上出于(yú)什麽(me)目的,客觀(guān)上對電磁環境(jìng)造成了污染。還有工廠企業在生産過程中(zhōng)會經常有一些大型的設(shè)備(電機、 變頻(pín)器 )頻繁開關,他們也(yě)會造成一些容性、感性的幹擾,也将影響儀器儀表正(zhèng)常顯示或采集。凡是有電壓電流突變的場合,肯定會有電磁幹擾存在。數(shù)字脈沖電路就是一種典型的幹擾(rǎo)源,随着電(diàn)子技術的廣(guǎng)泛應用,電(diàn)磁污染情況會越來越嚴(yán)重
解決幹擾
首先幹(gàn)擾的三要素是幹擾源(yuán)、敏感源和(hé)耦合路徑(jìng),這三要(yào)素缺少一個,電磁兼容問題都不會存在。因此要從這(zhè)三要素入手。找出方便的解決辦法(fǎ),一般幹擾源和敏感源是沒辦法解決的,通(tōng)常(cháng)是從(cóng)耦合路徑想辦(bàn)法,也是常(cháng)用的辦法。如加屏蔽(bì)、加濾波等(děng)手段。而處理(lǐ)地環流爲常見也爲麻(má)煩,下面以此爲探讨話題。
(1)DI一種方法(fǎ):所有現場設備不接地,使所有過程環路隻有一(yī)個接(jiē)地點,不能形成回(huí)路,這種方(fāng)法看似簡單。但實際應用中往往很難實現(xiàn),因爲某些設備要求必須接地才能保證測量精度或人身安全,某些設備可能因爲長期(qī)遭到腐蝕和磨損後或氣候影響而形成新的接地點。
(2)第二種(zhǒng)方法:使兩(liǎng)接地點的(de)電勢相同(如圖1所示,使V1=V2),但(dàn)由(yóu)于接地的電阻受地質條件及氣(qì)候變化等衆多因素的影響,這種方(fāng)法其實在實際中(zhōng)也無法(fǎ)完做到。
(3)第三種方法:在各個(gè)過程(chéng)環節中使用信号(hào)隔離器,斷開過程環路,同時 又(yòu)不影 響過程信号(hào)的正常傳輸,從而*解決地環路的問題
在各個過程(chéng)環路中使用信(xìn)号隔離辦法可以用DCS或PLC等(děng)隔離卡件或者現場帶隔離的變送器(部分設備可以做到),也可以用信(xìn)号隔(gé)離器來實現。比較起來,用信号隔離器有以下優(yōu)點:
·絕大部分情況,采用信号(hào)隔離器+非隔離卡件比采用隔離卡件便宜
·信号隔(gé)離器比隔離卡件在隔(gé)離能力、抗電磁幹擾等方面性能更加*
·信号隔離(lí)器應(yīng)用靈活,而且它還有信号轉(zhuǎn)換和信(xìn)号分配及接口轉換等功能,使用起來(lái)更加方便
·信(xìn)号隔離器通常有單通道、雙通道、通道間相互*獨立(lì),構成(chéng)系統的配置、日常維護更加方便
隔(gé)離器價(jià)格參差不齊,該怎麽選擇呢?
隔離器位于二個系統通道之間,所以選擇隔離器首先(xiān)要确(què)定輸入輸出功能,同時要使隔離器(qì)輸入輸出模式(電壓型、電流型、環路(lù)供電(diàn)型等)适應(yīng)前後端通(tōng)道接口模(mó)式,此外尚有精(jīng)度(dù)、功耗、噪音、絕(jué)緣強度、總線通訊等許多重(zhòng)要參數(shù)涉及(jí)産品性能,例如:噪(zào)音(yīn)與(yǔ)精度有關、功(gōng)耗能(néng)量與可靠性有關,這(zhè)些需要使(shǐ)用者慎選。總之,适(shì)用、可靠、産品性價比是選擇隔離器(qì)的主要原則。
标準系列導軌(guǐ)結構,易于安裝,可有(yǒu)效的隔離;輸入、輸出和電(diàn)磁閥及(jí)大地之間的電位(wèi),能克服變頻器噪聲級各(gè)種高低頻脈動幹(gàn)擾。