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摘要：所谓的抗干扰也就是由于信号出现了畸变而对设备的运行产生了影响。干扰是钢厂自动化仪表面临的比较严重的问题，因受到钢厂环境的影响，导致钢厂自动化仪表受到的干扰比较严重，从而使得钢厂自动化仪表测量存在误差，影响了仪表的准确。随着我国信息技术的发展，很大程度上促进了自动化仪表的发展，对自动化仪表抗干扰的研究也取得了较大的成果。但不可否认的是，我国钢厂自动化仪表抗干扰能力依然存在一些问题。鉴于此，本文就钢厂自动化仪表的抗干扰策略展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：自动化仪表；自动化；抗干扰
在钢厂的生产车间当中，电磁具有范围广大、干扰效果强等特点，使得许多设备受到电磁干扰，影响到其正常运行，如在起重设备和轧钢机当中的电机驱动装置和电能变换部分，电磁干扰会影响到这些部分的正常工作，进而影响到自动化仪表的正常运行。所以进行探究自动化仪表的抗干扰策略对促进钢厂的工作效率的提高具有重要的意义。
1.分析干扰自动化仪表的因素
1.1静电干扰
在钢厂日常的生活中，不可避免的会产生静电，各类设备、仪表在使用时，都将会通过电缆、电线产生静电。主要以电磁感应、传导耦合、电辐射等对钢厂自动化仪表产生干扰，甚至造成破坏钢厂自动化仪表的问题。众所周知，仪表仪器在运行的一瞬间会产生极强的电量，电量有可能会瞬间造成仪表的破坏。静电的干扰最容易产生仪表测量错误和判断错误。因此，钢厂自动化仪表维护人员应重视钢厂自动化仪表静电干扰维护。
1.2电导耦合干扰
钢厂车间生产设备都需要用电力才能保证正常的运行，然而随着时间的增长，电路绝缘层逐渐老化，容易造成电路之间的不良接触，从而对钢厂自动化仪表产生电导耦合干扰，甚至还会造成更加严重的安全事故。另外，回路线路也会造成电导耦合的干扰，它是电导耦合的主要干扰源。在钢厂设备日常检修的过程中，维护人员应注重电路电线绝缘层的维修，防止因绝缘层老化造成自动化仪表受到干扰，表面钢厂自动化仪表受到电导耦合的干扰，从而避免钢厂自动化仪表出现检测错误的问题。
1.3电磁感应干扰
电动仪表受到干扰的主要因素是电磁干扰，由于钢厂存在各种各样用电设备、导线、变压设备、电力线路等，这些设备线路都能够产生一定的电磁波。这些电磁波都会对钢厂自动化仪表产生干扰，而强烈的电磁波也有可能破坏仪表，给钢厂带来巨大的损失。因此，钢厂自动化仪表抗干扰部门应安装静电疏导装置、防电磁装置，降低电磁波对钢厂自动化仪表的干扰。
2.仪表抗干扰优化策略
2.1仪表电源
在自动化测量仪表中，往往数字电路和模拟电路共存，电磁干扰最容易影响电源端口，因此需要采取如下措施：1）将数字电路的电源模拟与电路的直流电源分开，并尽量降低数字电路直流电源的内阻，目的是使数字信号对模拟电路的影响降至最低；2）抑制干扰最常用的方法之一是在电源端口加装滤波器。通常，大部分电源线滤波器的功能都是抑制低于30MHz频率噪声，而钢厂脉冲干扰往往具有上百MHz以上的谐波频率，所以在电源端口加装滤波器的效果并不具有针对性。笔者推荐的做法是在仪表电源中引入群脉冲干扰抑制器，一方面向信号源反射低频干扰信号，另一方面吸收高频噪声，并以热的形式释放。由此可知，加装群脉冲干扰抑制器，可以结合吸收和反射，达到抑制脉冲群干扰信号的效果；3）还有一种方法是隔离电源。引入强干扰的主要通道是自动化仪表的电源电路，这些瞬间干扰能够从电源线引入，也能从电源线最终进入仪表的CPU系统，所以，采用隔离电源，选用DC/DC变换器，能够起到很好的抗干扰作用。
2.2传感器
在钢厂中，许多非电量的参数需要检测，不同的非电量参数需要不同的测量方法，因此较为复杂。即使传感器测量方法相同，也会由于光监测器的数量而影响到测量的准确度。选择合适的传感器是十分重要的。在钢厂环境最普遍和严重的干扰是来自路和场两个途径的电磁干扰。因此提升自动化仪表的电磁兼容性与传感器的选择有着密切的关系。由于仪表传感器的工作环境复杂而恶劣，必须考虑可能遇到的各类干扰，包括热干扰、机械干扰、尘埃干扰、湿度干扰等等。
2.3模数转换器
钢厂的自动化仪表中的模拟数字转换器在进行转换时，假若遇到干扰噪声强而被测信号小的情况，就会受到比较大的影响。由于钢厂的特定环境，干扰往往来源于温度变化、设备预热以及引线电感等，针对这样的情况，推荐的抗扰措施为：1）模拟数字转换器优先选用积分式或双积分式，由于其采用的是均值转换的原理，所以能够抑制高频噪声的影响和瞬间干扰；2）对于来自周围环境的低频干扰，可将同步采样频率设置为干扰频率的整数倍，目的是抵消其正负半波在积分过程产生的干扰；3）在传感器上直接通过工艺与转换器进行集成，能够降低线路干扰的影响，提升系统的抗干扰性能；4）以电流替代电压进行传输，因为电流传输便于长距离传输，比电压传输耐受干扰；5）采用浮地技术隔离切断了地电流，以此来降低共模电流；6）为改善高频共模干扰，仪器可以采用屏蔽法，当存在频率较高的干扰信号时，屏蔽防护可以消除传输线与屏蔽体的分布电容上的共模电压；7）选择软件滤波技术。
2.4印制电路板的抗干扰策略
构成钢厂自动化仪表的硬件组成中，印制电路板占据重要的位置，其可以进行连接各大重要电路器件，而印制电路板则可以有效表现出仪表的性能。在进行设计印制电路板的时候，其关注点多在如何减少占用的空间，保持布局的合理化上，而在电磁兼容性方面不够重视，导致线路出现问题。因此在设计印制电路板之时，需要完成这两点：第一，需要进行有序处理印制电路板的元器件的安装位置，使用处相同的传统元器件可以得到有效摆放，使得各个元器件之间均可以保持独立，避免产生运行干扰。在工作当中，可以按照电压与电源的要求进行分组，并且按照数字和电流的要求进行第二次分组，使互相有联系的元器件可以集中，并且使元器件方向可以保持相同。第二，需要注意加粗印制电源线与地线。这是由于如果印制电路板的电源线与地线过细，则电源线与地线当中的电阻会导致电源和电位产生变化，导致噪音的出现，因此需要将电源线与地线布设在印制板的两面，保障线路的安全。
结语
目前在钢厂的生产车间当中，存在大量的电磁干扰，严重影响了自动化仪表的正常运行，所以需要制定有效的措施进行阻断干扰，维持自动化仪表的顺利运行。在实际工作中，可以通过印制电路板的抗干扰策略、信号通道的抗干扰策略、单片机的抗干扰策略、传感器的抗干扰策略、仪表电源的抗干扰策略等，使电磁干扰可以顺利阻断，提高抗干扰的效果，使自动化仪表得以正常运行，最终促进钢厂生产车间的安全生产。
参考文献：
[1]陈莉莉.仪表自动化优化设计分析[J].现代商贸工业，2013，25（18）：196-198.
[2]杜伟波.自动化仪表系统的电磁干扰及其抑制措施[J].石油化工建设，2011，33（03）：65-67.
[3]徐利红.工业自动化仪表抗电磁干扰设计探讨[J].科技信息，2014（32）：201.
[4]王冬新.提高控制系统抗干扰能力的研究[A].全国冶金自动化信息网、《冶金自动化》杂志社.全国冶金自动化信息网2010年年会论文集[C].全国冶金自动化信息网、《冶金自动化》杂志社：《冶金自动化》杂志社，2015：4.
[5]丁明亮.几种自动化仪表辅助教学仪器的研制[D].中国石油大学，2017.