干擾原因
(1)地環(huán)流干擾在工業(yè)生產(chǎn)過程中需要使用各種自動化儀器、控制系統(tǒng)和執(zhí)行機構來實現(xiàn)監(jiān)控。他們之間的信號傳輸包括微弱到毫伏和毫安的小信號;還有幾十伏、幾千伏、幾百安培的大信號;既有低頻DC信號,也有高頻脈沖信號等。系統(tǒng)形成后,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)儀器和設備之間的傳輸相互干擾,導致系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤操作。除了每個儀器設備的性能原因,如抗電磁干擾,還有一個非常重要的原因,就是各種儀器設備需要根據(jù)要求和目的接地,比如為了安全,外殼需要接地;為了使電路正常工作,系統(tǒng)需要有公共參考點;為了抑制干擾和屏蔽,屏蔽也需要接地。但由于儀器設備之間的參考點之間存在電勢差(即每個設備的共同位置不同),形成“地環(huán)流”和“接地環(huán)流”問題是系統(tǒng)處理信號過程中必須解決的問題。
(2)自然干擾雷電是一種主要的自然干擾源,雷電產(chǎn)生的干擾可以傳輸?shù)綆浊Ч锿狻@纂姼蓴_的時域波形是疊加在隨機脈沖背景上的大尖峰脈沖。宇宙噪聲是由電離輻射產(chǎn)生的,在一天中不斷變化。太陽噪聲隨著太陽活動的劇烈變化。自然噪聲主要干擾通信,雷電能量尖蜂脈沖可損壞多種設備,應避免或降低損壞程度,減少損失。
(3)人為干擾電磁干擾的根本原因是導體中電壓或電流的變化,即大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt可以使導體產(chǎn)生電磁波輻射。一方面,人們可以利用這一特性實現(xiàn)特定的功能,如無限通信、雷達或其他功能;另一方面,當電子設備工作時,導體中的dv/dt或di/dt會產(chǎn)生電磁輻射,無論主觀目的如何,客觀上都會污染電磁環(huán)境。此外,工廠和企業(yè)在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會有一些大型設備(電機和變頻器)頻繁開關,這也會造成一些容性和感性干擾,也會影響儀器儀表的正常顯示或采集。任何有電壓電流突變的場合,都會有電磁干擾。數(shù)字脈沖電路是典型的干擾源。隨著電子技術的廣泛應用,電磁污染會越來越嚴重。干擾的第一個干擾因素是干擾源、敏感源和耦合路徑。這三個要素缺一個,電磁兼容不存在。所以要從這三個要素入手。找出方便的解決方案,一般干擾源和敏感源都無法解決,通常是從耦合路徑想辦法,也是常用的方法。例如加屏蔽,加濾波等手段。處理地環(huán)流是常見的,也是麻煩的。以下是討論話題。
(1)DI的一種方法:所有現(xiàn)場設備不接地,使所有過程環(huán)路只有一個接地點,不能形成回路,這種方法看起來很簡單。但在實際應用中往往很難實現(xiàn),因為有些設備需要接地來保證測量精度或人身安全,有些設備可能會因為長期腐蝕磨損或氣候影響而形成新的接地點。
(2)第二種方法:使兩個接地點的電勢相同(使V1=V2),但由于接地電阻受地質條件、氣候變化等諸多因素的影響,這種方法在實踐中無法完成。
(3)第三種方法:在每個過程中使用信號隔離器,切斷過程環(huán)路,不影響過程信號的正常傳輸,從而徹底解決地環(huán)路問題的優(yōu)勢。在每個過程環(huán)路中使用信號隔離方法,可以使用DCS或PLC等隔離卡或現(xiàn)場帶隔離的變送器(有些設備可以),也可以使用信號隔離器。相比之下,使用信號隔離器具有以下優(yōu)點:在大多數(shù)情況下,使用信號隔離器+非隔離卡比使用隔離卡便宜。信號隔離器在隔離能力和抗電磁干擾方面比隔離卡具有更好的性能。
信號隔離器應用靈活,還具有信號轉換、信號分配和接口轉換等功能,使用更加方便。信號隔離器通常有單通道、雙通道和通道。隔離器位于兩個系統(tǒng)通道之間,所以在選擇隔離器時,首先要確定輸入輸出功能,同時要使隔離器的輸入輸出模式(電壓型、電流型、環(huán)路供電型等)適應前端和后端通道的接口模式。).此外,還有很多重要參數(shù),如精度、功耗、噪音、絕緣強度、總線通信等產(chǎn)品性能,如噪音與精度、功耗能量與可靠性等,需要用戶慎重選擇。總之,適用性、可靠性和產(chǎn)品性價比是選擇隔離器的主要原則。標準系列導軌結構易于安裝,可有效隔離;輸入、輸出、電磁閥和大地之間的電位可以克服變頻器噪聲級的各種高低頻脈動干擾。