摘 要 ：在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)過程的監(jiān)視和控制中要用到各種各樣的儀器儀表，會(huì)產(chǎn)生各種各樣的信號(hào)。而這些信號(hào)都要經(jīng)過互相傳遞和輸送的過程，因此如何保證這些信號(hào)，特別是模擬信號(hào)在傳輸過程中不失真將成為系統(tǒng)調(diào)試中必須解決的問題。本文針對(duì)西氣東輸二線某站電驅(qū)機(jī)組遠(yuǎn)傳變送器信號(hào)失真問題進(jìn)行研究，找到了一種簡單有效的辦法，有效解決了信號(hào)干擾問題。
0 引言
天然氣的運(yùn)輸主要依靠長輸管道來進(jìn)行，而天然氣長輸管道在建設(shè)時(shí)，壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式至關(guān)重要。變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)是長輸天然氣管道常用的壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)方式之一，尤其是近年來隨著國內(nèi)天然氣管網(wǎng)以及進(jìn)口天然氣管道的陸續(xù)建成投產(chǎn)，變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)組因其具有結(jié)構(gòu)緊湊，易損件少，可靠性高，維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，得到了越來越多的應(yīng)用。
隨著變頻電機(jī)的廣泛應(yīng)用，不可避免地引入了電磁干擾因素，這對(duì)壓縮機(jī)的儀表控制信號(hào)也帶來了一定的干擾，影響著壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。本文就西氣東輸二線某站電驅(qū)機(jī)組遠(yuǎn)傳變送器信號(hào)回路的電磁干擾進(jìn)行測量分析，并針對(duì)存在的電磁干擾進(jìn)行了抑制和隔離，有效消除了干擾因素，提升了遠(yuǎn)傳信號(hào)的穩(wěn)定性。
1 電磁干擾分析
西氣東輸二線某站設(shè)置了 4 臺(tái)電驅(qū)壓縮機(jī)組，變頻器 型 號(hào) 為 TM drive-XL75， 壓 縮 機(jī) 型 號(hào) 為 PCL803/N。 機(jī)組 出 口 壓 力 PT782A、PT782B 接 入 機(jī) 組 HIMA 系 統(tǒng)， 通過 2oo2 的保護(hù)邏輯防止壓縮機(jī)出口超壓，設(shè)定壓力值為 11.95MPa。自投產(chǎn)運(yùn)行以來，機(jī)組出口壓力 PT782A、PT782B 數(shù)據(jù)不穩(wěn)定且波動(dòng)范圍較大，#大波動(dòng)范圍可達(dá)0.6MPa，為機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行帶來一定的隱患。
為了檢測分析電磁干擾對(duì)儀表控制回路的影響，開展了電磁干擾檢測分析，對(duì)壓縮機(jī)廠房及機(jī)柜間電磁干擾信號(hào)進(jìn)行了試驗(yàn)。測試結(jié)果表明，本 EUT 被測設(shè)備在0.15MHz ～ 80MHz 測試頻點(diǎn)因施加的電磁干擾的影響而導(dǎo)致工作不穩(wěn)定，顯示的度數(shù)偏離了正常區(qū)間，易造成誤判和誤動(dòng)作。但是，在干擾停止或者頻聅hou坪螅芄蛔孕謝指矗潦榷ā?/div>
本項(xiàng)試驗(yàn)是共模試驗(yàn)，敏感點(diǎn)的頻率一般情況下是EUT 的內(nèi)部 CPU 控制單元的本振頻率或者倍頻，或者是EUT 內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸通道的載頻，這表明 EUT 對(duì)這些工作頻點(diǎn)保護(hù)不足，導(dǎo)致干擾從信號(hào)電纜上感應(yīng)耦合導(dǎo)入到內(nèi)部電路中，影響自身工作頻點(diǎn)的頻率穩(wěn)定性并對(duì)數(shù)據(jù)傳輸載波產(chǎn)生了不良影響。
2 改進(jìn)措施
2.1 增大遠(yuǎn)傳變送器阻尼系數(shù)
測量儀器中從激勵(lì)（輸入）發(fā)生到響應(yīng)（輸出）達(dá)到預(yù)定值的時(shí)間，稱為響應(yīng)時(shí)間。可以影響響應(yīng)時(shí)間的因素，就是阻尼。儀表阻尼通常的調(diào)整方式有濾波、改變放大器放大倍數(shù)、用積分環(huán)節(jié)替代比例放大等。
現(xiàn)場安裝的壓力變送器為 SC3051 系列，阻尼時(shí)間設(shè)定范圍為 0s ～ 3s，默認(rèn)值為 0.4s。現(xiàn)場采用 FLUKE 754 可對(duì) SC3051 系列變送器進(jìn)行阻尼設(shè)定 [2]。經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)際測試，當(dāng)阻尼時(shí)間設(shè)定為 1.0s 時(shí)，變送器輸出值的波動(dòng)范圍有了明顯地減小，波動(dòng)幅度相較修改前減小了 50%，且系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間滿足運(yùn)行要求。
2.2 電磁干擾抑制
電磁干擾是比較常見的干擾，特別是在長距離或者干擾較大的工業(yè)環(huán)境中，很難避免感性和容性干擾在測量回路中相互參雜的情況，解決這些問題的方案主要有 3 種 ：
1）現(xiàn)場儀表不接地
使過程環(huán)路中只有一個(gè)接地點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中，這種方案往往難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槟承┰O(shè)備必須接地才能保證測量精度或確保人身安全。某些設(shè)備可能因?yàn)殚L期遭到腐蝕和磨損或氣候影響而形成新的接地點(diǎn)。
2）使兩接地點(diǎn)的電勢相同
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，這種方案通常是很難實(shí)現(xiàn)的。
3）過程環(huán)路中使用信號(hào)隔離器
信號(hào)隔離器采用隔離技術(shù)，斷開過程環(huán)路中的直接電路（直流通路）但又不影響過程信號(hào)的正常傳輸，從而徹底解決了上述問題 [3]。
針對(duì)輸氣站場遠(yuǎn)傳變送器所處的 0.15MHz ～ 80MHz 電磁干擾環(huán)境，對(duì)國內(nèi)外信號(hào)隔離器廠商設(shè)備進(jìn)行性能比選。#終，委托國內(nèi)自動(dòng)化廠商訂制生產(chǎn) MIK-502E 安全隔離柵模擬量分配器，該模塊可以有效過濾 0.15MHz ～ 80MHz電磁干擾信號(hào)，起到信號(hào)隔離和信號(hào)還原的作用。
3 信號(hào)隔離器性能測試
3.1 #大輸出誤差測試
（見表 1。）
3.2 負(fù)載變化影響測試
（見表 2。）
3.3 電源變化影響測試
（見表 3。）
3.4 滿載功耗測試
（見表 4。）
3.5 絕緣性能
（見表 5。）
4 結(jié)束語
針對(duì)電磁干擾信號(hào)常用的做法有兩種 ：一是使用物理硬件進(jìn)行濾波 ；二是通過軟件編程算法進(jìn)行濾波。硬件濾波主要是通過電容電阻組合起來濾波的，這個(gè)成本低，而且好實(shí)現(xiàn)，技術(shù)成熟的自動(dòng)化廠商均可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行訂做。軟件濾波效果更好，但是好的算法比較復(fù)雜，實(shí)施成本高。
本案例使用模擬量信號(hào)分配器進(jìn)行硬件濾波，同時(shí)適當(dāng)增大了變送器的阻尼時(shí)間，有效地解決了電磁干擾對(duì)遠(yuǎn)傳變送器回路的影響，巧妙地找到了一種成本低、操作簡單的方法，解決了生產(chǎn)中存在的問題。
版權(quán)所有：http://www.kgfang.cn/ 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處
關(guān)注我們 實(shí)現(xiàn)共贏