稀硝酸管道流量計選型在自控儀表系統應用中的防干擾策略
點(diǎn)擊次數:1455 發(fā)布時(shí)間:2020-08-12 09:29:36
目前在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,自動(dòng)化控制系統在大中型企業(yè)中的應用已逐漸普遍,在自動(dòng)化控制系中,通過(guò)各種稀硝酸管道流量計選型等種流量、液位、濃度、溫度儀表可以實(shí)現對于生產(chǎn)過(guò)程中的各項指標參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監測與控制,達到自動(dòng)化生產(chǎn)的要求。因此,儀表的穩定性與可靠性是關(guān)系到整個(gè)自動(dòng)化系統能否正常進(jìn)行的關(guān)鍵性因素,如果儀表發(fā)生干擾和故障,將導致監測與自動(dòng)化控制系統的失靈。筆者在工業(yè)自動(dòng)化控制行業(yè)工作多年,根據多年的實(shí)踐經(jīng)驗,撰此文簡(jiǎn)要介紹了稀硝酸管道流量計選型等自動(dòng)化儀表的各種常見(jiàn)的不同類(lèi)型特點(diǎn),分析這些儀表的在受到干擾時(shí)的各類(lèi)表現。本文以某自動(dòng)化控制系統為例,對自控儀表在防干擾方面的實(shí)踐情況進(jìn)行總結,提出相應的防干擾措施,供行業(yè)內相關(guān)人員借鑒。
近些年來(lái),隨著(zhù)社會(huì )生產(chǎn)自動(dòng)化水平的不斷提升,自動(dòng)化控制儀表已被逐漸應用到了生產(chǎn)過(guò)程中。各項儀表的應用為工作人員了解機械運行狀態(tài)、壓力情況,以及生產(chǎn)環(huán)境情況提供了量化的指標。但受電磁波、機械運行以及運行溫度與濕度等因素的影響,自控儀表系統很容易被干擾,進(jìn)而導致儀表的顯示數值出現誤差??梢?jiàn),為進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率及安全性,有必要對儀表的防干擾問(wèn)題進(jìn)行研究。
1 自控儀表常見(jiàn)類(lèi)型
1.1 稀硝酸管道流量計選型
稀硝酸管道流量計選型為化工生產(chǎn)所應用的主要儀表類(lèi)型,由磁路系統、測量導管、電*、轉換器等部分構成。其中,磁路系統為儀表的核心部分。該系統的作用在于產(chǎn)生磁場(chǎng)。通過(guò)測量導管內導電介質(zhì)流量的方式,對生產(chǎn)過(guò)程中電力系統運行情況進(jìn)行觀(guān)察。以判斷電力系統的性能是否能夠穩定發(fā)揮。稀硝酸管道流量計選型使用過(guò)程中的常見(jiàn)干擾以電磁干擾為主[1]。除此之外,內部元件的質(zhì)量以及接線(xiàn)情況,同樣會(huì )對其性能產(chǎn)生影響??梢?jiàn),為提高生產(chǎn)效率及安全性,積*預防上述干擾是關(guān)鍵。
1.2 液位計
液位計,屬于物位儀表的一種,包括投入式、磁浮子式等多種。將其應用到化工生產(chǎn)行業(yè),能夠有效明確液體的位置。隨著(zhù)液體位置的變化,浮子會(huì )隨之發(fā)生變化。此時(shí),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(shí),磁位傳感器可隨之對其位置進(jìn)行測量[2]。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,*終完成液位監測的過(guò)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(dòng)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(zhì)的濃度進(jìn)行測量。HGY2058 型酸堿鹽濃度計屬于在線(xiàn)監測濃度計的一種。儀器可與傳感器相連接,在不與被測介質(zhì)接觸的情況下,對具有強烈腐蝕性的介質(zhì)的濃度進(jìn)行檢測。將該儀器應用到化工生產(chǎn)行業(yè)中,能夠使工作人員及時(shí)的掌握各項濃度指標。進(jìn)而通過(guò)對指標的調整,提高化工生產(chǎn)質(zhì)量及安全性。
2 自控儀表系統的干擾表現
2.1 電磁干擾
電磁干擾,為稀硝酸管道流量計選型、液位計,以及濃度計的常見(jiàn)干擾類(lèi)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(chǎn)生電磁干擾,儀器測量指標的準確度必然會(huì )受到影響[3]。儀表運行過(guò)程中,電與磁可經(jīng)電路與磁路對儀表產(chǎn)生干擾。如儀表運行周?chē)h(huán)境存在強磁場(chǎng),則測量?jì)x表的電路與導線(xiàn)時(shí),往往可見(jiàn)明顯的干擾電壓。上述現象表明,儀表周?chē)碾姶怒h(huán)境已經(jīng)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(chǎn)的風(fēng)險。
2.2 機械干擾
化工生產(chǎn)的過(guò)程中,因機械干擾所導致的儀表參數不準確的問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。導致機械干擾問(wèn)題出現的原因,與施工人員震動(dòng)、敲打、沖擊等工作的執行有關(guān)。自控儀表系統中,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(xiàn)變動(dòng)等情況。部分儀表的指針同樣會(huì )出現變化??梢?jiàn),提高儀表運行的穩定性及安全性,并在嚴格控制機械運行狀態(tài)的基礎上,采用相應系統,對其相應指標進(jìn)行監測是關(guān)鍵。
2.3 環(huán)境干擾
儀表運行過(guò)程中,溫度與濕度的變化均會(huì )對其造成干擾?;どa(chǎn)行業(yè)稀硝酸管道流量計選型、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(zhù)相關(guān)。因此,如光的變化幅度過(guò)大,儀表的導電性能及其運行狀態(tài),必然會(huì )受到影響。另外,因環(huán)境濕度過(guò)大所誘發(fā)的漏電與膨脹現象,以及因環(huán)境溫度過(guò)高而誘發(fā)的電路器件參數的變化,同樣會(huì )對自控儀表系統造成干擾。
3 自控儀表系統的防干擾策略
3.1 ControlLogix系統的構成
將ControlLogix 系統應用到自控儀表系統之中,能夠有效提高儀器的抗干擾性能。該系統主要由Logix5560 處理器、ControlLogix I/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“稀硝酸管道流量計選型”、“液位計”以及“濃度計”的使用期限,及其故障情況進(jìn)行管理??刂茖拥墓δ?,在于具體實(shí)現對儀表運行情況的優(yōu)化控制。信息層的功能,則在于提取系統所生成的信息,判斷儀表的運行是否面臨著(zhù)被干擾的風(fēng)險。
3.2 防干擾策略
(1)濾波方案
ControlLogix 系統可與濾波器相互連接,達到減少自控儀表系統干擾的目的。濾波器運行過(guò)程中,能夠對經(jīng)導線(xiàn)耦合到電路的干擾進(jìn)行實(shí)時(shí)的抑制。當儀表運行環(huán)境周?chē)盘栆约霸肼曨l率過(guò)高時(shí)。ControlLogix 系統可立即采集上述信息,并將存儲在數據庫中,對信息進(jìn)行分析。分析完成后的信息,會(huì )被傳輸給濾波器。此時(shí),濾波器會(huì )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(guò)程中所面臨的干擾問(wèn)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(chǎn)過(guò)程中,各項儀表因震動(dòng)問(wèn)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(chǎn)過(guò)程能夠繼續進(jìn)行的關(guān)鍵。自控儀表系統的電源配置過(guò)程中,不同電源的異常自動(dòng)切斷電路,均可相互聯(lián)通。當某一儀表出現異常時(shí),該儀表無(wú)法被隔離,干擾則會(huì )隨之產(chǎn)生。為解決上述問(wèn)題,可將ControlLogix 系統應用到干擾的抑制過(guò)程中。在此基礎上,對系統進(jìn)行冗余配置。當某一儀表發(fā)生機械干擾后,ControlLogix 系統會(huì )立即發(fā)揮其冗余功能,將該儀表切斷并進(jìn)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,可對稀硝酸管道流量計選型等儀表的運行環(huán)境進(jìn)行監測,發(fā)現溫度、濕度與光環(huán)境出現異常時(shí),會(huì )立即預警,提醒有關(guān)人員給予處理。例如:本化工企業(yè)曾發(fā)生一起稀硝酸管道流量計選型失靈事件。事件發(fā)生當日,環(huán)境溫度較高。加之空氣濕度較大,因此稀硝酸管道流量計選型的參數出現了異常。事件發(fā)生后,工作人員及時(shí)收到了ControlLogix 系統的預警信息,并及時(shí)對環(huán)境溫度進(jìn)行了調整,使干擾問(wèn)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(chǎn)企業(yè)于2009 年初引進(jìn)了ControlLogix 系統,并將其應用到了自動(dòng)化系統當中。通過(guò)對系統應用前后各自控儀表運行情況的觀(guān)察發(fā)現:1)系統應用前:稀硝酸管道流量計選型、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(wàn)元。2)系統應用后:稀硝酸管道流量計選型、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(wàn)元,對比發(fā)現,ControlLogix 系統的應用,取得良好的效果。
4 結語(yǔ)
綜上所述,對自控儀表系統防干擾策略的研究,為ControlLogix 系統的普及應用,以及我國各行業(yè)儀表運行穩定性的提升,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(lái),我國各領(lǐng)域應視自控儀表及其常見(jiàn)干擾的類(lèi)型,通過(guò)應用濾波技術(shù)、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(jìn)一步增強。
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近些年來(lái),隨著(zhù)社會(huì )生產(chǎn)自動(dòng)化水平的不斷提升,自動(dòng)化控制儀表已被逐漸應用到了生產(chǎn)過(guò)程中。各項儀表的應用為工作人員了解機械運行狀態(tài)、壓力情況,以及生產(chǎn)環(huán)境情況提供了量化的指標。但受電磁波、機械運行以及運行溫度與濕度等因素的影響,自控儀表系統很容易被干擾,進(jìn)而導致儀表的顯示數值出現誤差??梢?jiàn),為進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率及安全性,有必要對儀表的防干擾問(wèn)題進(jìn)行研究。
1 自控儀表常見(jiàn)類(lèi)型
1.1 稀硝酸管道流量計選型
稀硝酸管道流量計選型為化工生產(chǎn)所應用的主要儀表類(lèi)型,由磁路系統、測量導管、電*、轉換器等部分構成。其中,磁路系統為儀表的核心部分。該系統的作用在于產(chǎn)生磁場(chǎng)。通過(guò)測量導管內導電介質(zhì)流量的方式,對生產(chǎn)過(guò)程中電力系統運行情況進(jìn)行觀(guān)察。以判斷電力系統的性能是否能夠穩定發(fā)揮。稀硝酸管道流量計選型使用過(guò)程中的常見(jiàn)干擾以電磁干擾為主[1]。除此之外,內部元件的質(zhì)量以及接線(xiàn)情況,同樣會(huì )對其性能產(chǎn)生影響??梢?jiàn),為提高生產(chǎn)效率及安全性,積*預防上述干擾是關(guān)鍵。
1.2 液位計
液位計,屬于物位儀表的一種,包括投入式、磁浮子式等多種。將其應用到化工生產(chǎn)行業(yè),能夠有效明確液體的位置。隨著(zhù)液體位置的變化,浮子會(huì )隨之發(fā)生變化。此時(shí),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(shí),磁位傳感器可隨之對其位置進(jìn)行測量[2]。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,*終完成液位監測的過(guò)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(dòng)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(zhì)的濃度進(jìn)行測量。HGY2058 型酸堿鹽濃度計屬于在線(xiàn)監測濃度計的一種。儀器可與傳感器相連接,在不與被測介質(zhì)接觸的情況下,對具有強烈腐蝕性的介質(zhì)的濃度進(jìn)行檢測。將該儀器應用到化工生產(chǎn)行業(yè)中,能夠使工作人員及時(shí)的掌握各項濃度指標。進(jìn)而通過(guò)對指標的調整,提高化工生產(chǎn)質(zhì)量及安全性。
2 自控儀表系統的干擾表現
2.1 電磁干擾
電磁干擾,為稀硝酸管道流量計選型、液位計,以及濃度計的常見(jiàn)干擾類(lèi)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(chǎn)生電磁干擾,儀器測量指標的準確度必然會(huì )受到影響[3]。儀表運行過(guò)程中,電與磁可經(jīng)電路與磁路對儀表產(chǎn)生干擾。如儀表運行周?chē)h(huán)境存在強磁場(chǎng),則測量?jì)x表的電路與導線(xiàn)時(shí),往往可見(jiàn)明顯的干擾電壓。上述現象表明,儀表周?chē)碾姶怒h(huán)境已經(jīng)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(chǎn)的風(fēng)險。
2.2 機械干擾
化工生產(chǎn)的過(guò)程中,因機械干擾所導致的儀表參數不準確的問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。導致機械干擾問(wèn)題出現的原因,與施工人員震動(dòng)、敲打、沖擊等工作的執行有關(guān)。自控儀表系統中,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(xiàn)變動(dòng)等情況。部分儀表的指針同樣會(huì )出現變化??梢?jiàn),提高儀表運行的穩定性及安全性,并在嚴格控制機械運行狀態(tài)的基礎上,采用相應系統,對其相應指標進(jìn)行監測是關(guān)鍵。
2.3 環(huán)境干擾
儀表運行過(guò)程中,溫度與濕度的變化均會(huì )對其造成干擾?;どa(chǎn)行業(yè)稀硝酸管道流量計選型、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(zhù)相關(guān)。因此,如光的變化幅度過(guò)大,儀表的導電性能及其運行狀態(tài),必然會(huì )受到影響。另外,因環(huán)境濕度過(guò)大所誘發(fā)的漏電與膨脹現象,以及因環(huán)境溫度過(guò)高而誘發(fā)的電路器件參數的變化,同樣會(huì )對自控儀表系統造成干擾。
3 自控儀表系統的防干擾策略
3.1 ControlLogix系統的構成
將ControlLogix 系統應用到自控儀表系統之中,能夠有效提高儀器的抗干擾性能。該系統主要由Logix5560 處理器、ControlLogix I/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“稀硝酸管道流量計選型”、“液位計”以及“濃度計”的使用期限,及其故障情況進(jìn)行管理??刂茖拥墓δ?,在于具體實(shí)現對儀表運行情況的優(yōu)化控制。信息層的功能,則在于提取系統所生成的信息,判斷儀表的運行是否面臨著(zhù)被干擾的風(fēng)險。
3.2 防干擾策略
(1)濾波方案
ControlLogix 系統可與濾波器相互連接,達到減少自控儀表系統干擾的目的。濾波器運行過(guò)程中,能夠對經(jīng)導線(xiàn)耦合到電路的干擾進(jìn)行實(shí)時(shí)的抑制。當儀表運行環(huán)境周?chē)盘栆约霸肼曨l率過(guò)高時(shí)。ControlLogix 系統可立即采集上述信息,并將存儲在數據庫中,對信息進(jìn)行分析。分析完成后的信息,會(huì )被傳輸給濾波器。此時(shí),濾波器會(huì )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(guò)程中所面臨的干擾問(wèn)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(chǎn)過(guò)程中,各項儀表因震動(dòng)問(wèn)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(chǎn)過(guò)程能夠繼續進(jìn)行的關(guān)鍵。自控儀表系統的電源配置過(guò)程中,不同電源的異常自動(dòng)切斷電路,均可相互聯(lián)通。當某一儀表出現異常時(shí),該儀表無(wú)法被隔離,干擾則會(huì )隨之產(chǎn)生。為解決上述問(wèn)題,可將ControlLogix 系統應用到干擾的抑制過(guò)程中。在此基礎上,對系統進(jìn)行冗余配置。當某一儀表發(fā)生機械干擾后,ControlLogix 系統會(huì )立即發(fā)揮其冗余功能,將該儀表切斷并進(jìn)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,可對稀硝酸管道流量計選型等儀表的運行環(huán)境進(jìn)行監測,發(fā)現溫度、濕度與光環(huán)境出現異常時(shí),會(huì )立即預警,提醒有關(guān)人員給予處理。例如:本化工企業(yè)曾發(fā)生一起稀硝酸管道流量計選型失靈事件。事件發(fā)生當日,環(huán)境溫度較高。加之空氣濕度較大,因此稀硝酸管道流量計選型的參數出現了異常。事件發(fā)生后,工作人員及時(shí)收到了ControlLogix 系統的預警信息,并及時(shí)對環(huán)境溫度進(jìn)行了調整,使干擾問(wèn)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(chǎn)企業(yè)于2009 年初引進(jìn)了ControlLogix 系統,并將其應用到了自動(dòng)化系統當中。通過(guò)對系統應用前后各自控儀表運行情況的觀(guān)察發(fā)現:1)系統應用前:稀硝酸管道流量計選型、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(wàn)元。2)系統應用后:稀硝酸管道流量計選型、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(wàn)元,對比發(fā)現,ControlLogix 系統的應用,取得良好的效果。
4 結語(yǔ)
綜上所述,對自控儀表系統防干擾策略的研究,為ControlLogix 系統的普及應用,以及我國各行業(yè)儀表運行穩定性的提升,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(lái),我國各領(lǐng)域應視自控儀表及其常見(jiàn)干擾的類(lèi)型,通過(guò)應用濾波技術(shù)、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(jìn)一步增強。
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