齊志輝（中國(guó)石油大港石化公司，天津 300280）

現(xiàn)場(chǎng)儀表的干擾及分析處理

齊志輝（中國(guó)石油大港石化公司，天津 300280）

本文通過(guò)一個(gè)真實(shí)案例深入淺出地闡述現(xiàn)場(chǎng)智能儀表在運(yùn)行過(guò)程中易發(fā)生的干擾，及分析、解決的過(guò)程。

干擾；聯(lián)鎖；控制系統(tǒng)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能儀表已廣泛應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，而工業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)環(huán)境比較惡劣，各種干擾頻發(fā)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致儀表測(cè)量不準(zhǔn)，進(jìn)而引發(fā)事故聯(lián)鎖、裝置被迫停工等嚴(yán)重后果。因此，為了保證儀表能夠可靠的運(yùn)行，必須消除各種隱患及外界干擾。

1 案例簡(jiǎn)述

我公司100萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置自開工以來(lái)，壓縮機(jī)0155-K-101A的機(jī)身振動(dòng)測(cè)量值經(jīng)常發(fā)生測(cè)量數(shù)值無(wú)規(guī)律跳變的問(wèn)題，險(xiǎn)些觸發(fā)4取2聯(lián)鎖停機(jī)，對(duì)裝置安全平穩(wěn)生產(chǎn)構(gòu)成潛在威脅。如果不能盡快查明原因很可能產(chǎn)生更大影響。一時(shí)間，破解振動(dòng)值跳變難題成了大家的一塊“心病”。

2 查找問(wèn)題原因

干擾來(lái)自于干擾源，它們?cè)趦x表內(nèi)外都可能存在。在儀表外部一些大功率的用電設(shè)備以及電力設(shè)備都可能成為干擾源，而在儀表內(nèi)部的電源變壓器、繼電器、開關(guān)及電源線等也均可能成為干擾源。

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力線路密布，設(shè)備啟停運(yùn)轉(zhuǎn)繁忙，因此存在嚴(yán)重的電場(chǎng)和磁場(chǎng)干擾。而工業(yè)控制系統(tǒng)又有幾百乃至幾千個(gè)甚至更多的輸入輸出通道分布在其中，導(dǎo)線之間形成相互耦合是通道干擾的主要原因之一。

首先，排查人員首先按照常規(guī)慣例，對(duì)儀表本身、電線電纜、控制回路、控制系統(tǒng)組態(tài)等進(jìn)行全面細(xì)致地排查，均沒有發(fā)現(xiàn)任何異常，經(jīng)過(guò)對(duì)同類壓縮機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行比對(duì)分析，大家發(fā)現(xiàn)振動(dòng)毫無(wú)規(guī)律性的跳變，受外界信號(hào)干擾的可能性較大。

對(duì)信號(hào)干擾引發(fā)跳變的判斷形成共識(shí)后，加緊排查干擾信號(hào)的來(lái)源就成為關(guān)鍵。在對(duì)備機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)、排查信號(hào)來(lái)源的過(guò)程中，大家用對(duì)講機(jī)內(nèi)外溝通信息時(shí)，出現(xiàn)振動(dòng)跳變聯(lián)鎖停機(jī)。這一現(xiàn)象引起大家的分外警覺，一個(gè)大膽的設(shè)想跳了出來(lái)：是不是因?yàn)閷?duì)講機(jī)的信號(hào)對(duì)壓縮機(jī)的振動(dòng)值產(chǎn)生干擾？這一發(fā)現(xiàn)讓在場(chǎng)的每個(gè)人都無(wú)比激動(dòng)。

于是，在采取保護(hù)措施后，排查人員對(duì)備用機(jī)進(jìn)行了對(duì)講機(jī)信號(hào)干擾測(cè)試。經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試，證明了他們的推測(cè)是正確的。對(duì)講機(jī)的信號(hào)強(qiáng)度、距離等因素均對(duì)振動(dòng)產(chǎn)生影響，致使其跳變，強(qiáng)烈時(shí)能導(dǎo)致聯(lián)鎖停機(jī)。

在試驗(yàn)過(guò)程中，測(cè)試人員發(fā)現(xiàn)：對(duì)講機(jī)待機(jī)、無(wú)人講話狀態(tài)對(duì)振動(dòng)無(wú)影響；對(duì)講機(jī)在振動(dòng)探頭2米范圍以外使用無(wú)影響，1米范圍內(nèi)影響較大；對(duì)講機(jī)在振動(dòng)探頭20厘米范圍內(nèi)使用能達(dá)到聯(lián)鎖值，且該范圍與對(duì)講機(jī)電量有關(guān)系，電量越足輻射越大，影響距離就越遠(yuǎn)。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)講機(jī)的射頻電磁波，能使壓縮機(jī)儀表元件金屬部分的磁通量發(fā)生變化，在儀表元件中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，與儀表電壓信號(hào)耦合，從而對(duì)儀表產(chǎn)生干擾作用。

排查人員還通過(guò)查看視頻監(jiān)控、詢問(wèn)崗位人員等途徑，對(duì)發(fā)生振動(dòng)跳變當(dāng)日，是否有員工在探頭附近使用對(duì)講機(jī)進(jìn)行了調(diào)查，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證振動(dòng)跳變時(shí)確有員工在探頭旁使用對(duì)講機(jī)，時(shí)間恰好吻合。

通過(guò)以上試驗(yàn)，排查人員得出結(jié)論：該機(jī)組（0155-K-101A）的振動(dòng)傳感器跳變與近距離使用對(duì)講機(jī)有關(guān)。這一試驗(yàn)，為全面徹底消除公司同類壓縮機(jī)振動(dòng)跳變隱患提供了重要依據(jù)。

3 解決方案

壓縮機(jī)振動(dòng)跳變的原因終于查明了，排查人員通過(guò)比對(duì)發(fā)現(xiàn)，柴油加氫裝置所使用的壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)上存在以下缺陷：SA6200A-211型振動(dòng)傳感器輸出的毫伏級(jí)電壓信號(hào)較弱，極易受到外界感應(yīng)電壓的干擾；其采用密封插銷式接線方式，無(wú)法與金屬穿線管連接，致使一段傳感器延伸電纜未被屏蔽保護(hù)；屏蔽電纜采用單股金屬絲纏繞，致使電纜屏蔽效果較差；ME?TRIX5535-102型振動(dòng)變送器輸出的4-20mA信號(hào)對(duì)應(yīng)的是振動(dòng)峰值，且沒有高、低通濾波器，容易將干擾信號(hào)直接輸入機(jī)組控制系統(tǒng)。

在全面弄清外界信號(hào)對(duì)壓縮機(jī)振動(dòng)干擾的機(jī)理后，排查人員立即通知生產(chǎn)車間編寫操作規(guī)定，對(duì)執(zhí)行此類壓縮機(jī)操作時(shí)對(duì)講機(jī)使用進(jìn)行了規(guī)范，要求崗位員工在距離壓縮機(jī)2米以外使用對(duì)講機(jī)，避免對(duì)講機(jī)信號(hào)影響壓縮機(jī)振動(dòng)跳變，立即下發(fā)到車間班組執(zhí)行，并第一時(shí)間制作臨時(shí)屏蔽器具，利用金屬絲網(wǎng)對(duì)振動(dòng)探頭進(jìn)行電磁屏蔽處理，及時(shí)安裝在壓縮機(jī)上，并對(duì)屏蔽效果逐一進(jìn)行了測(cè)試。驗(yàn)證結(jié)果顯示，利用金屬絲網(wǎng)對(duì)振動(dòng)探頭進(jìn)行電磁屏蔽處理后，對(duì)講機(jī)信號(hào)不再引起機(jī)身振動(dòng)值跳變，確保壓縮機(jī)在正式屏蔽器安裝前運(yùn)轉(zhuǎn)安全。

4 結(jié)語(yǔ)

化工裝置現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表工作環(huán)境復(fù)雜、惡劣，周圍存在著各種干擾源。儀表在設(shè)計(jì)和使用時(shí)，要充分考慮工作環(huán)境的干擾因素，采取有效措施，確保安全生產(chǎn)。

通過(guò)此案例，不但使得大家重新認(rèn)識(shí)到，外界信號(hào)干擾對(duì)儀表信號(hào)和系統(tǒng)的影響，而且，還從根本上徹底解決了這一長(zhǎng)時(shí)間困擾大家、嚴(yán)重影響裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行的難題，更為今后公司采購(gòu)設(shè)備、審核設(shè)計(jì)、技術(shù)談判等提供了重要參考。

［1］《電子控制設(shè)備抗干擾技術(shù)及應(yīng)用》.張松春，竺子芳.趙秀芬主編，機(jī)械工業(yè)出版社.

［2］《石油化工自動(dòng)控制設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）》.陸德民主編，化學(xué)工業(yè)出版社.

［3］《自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50093-2013）.

［4］《石油化工儀表工程施工技術(shù)規(guī)程》（SHT3521-2007）.

［5］《石油化工儀表接地設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH/T3081-2003）.