现场仪表的干扰及分析处理

齐志辉（中国石油大港石化公司，天津 300280）

现场仪表的干扰及分析处理

齐志辉（中国石油大港石化公司，天津 300280）

本文通过一个真实案例深入浅出地阐述现场智能仪表在运行过程中易发生的干扰，及分析、解决的过程。

干扰；联锁；控制系统

随着科学技术的发展，智能仪表已广泛应用于实际工业生产中，而工业生产的工业环境比较恶劣，各种干扰频发，严重时会导致仪表测量不准，进而引发事故联锁、装置被迫停工等严重后果。因此，为了保证仪表能够可靠的运行，必须消除各种隐患及外界干扰。

1 案例简述

我公司100万吨/年柴油加氢装置自开工以来，压缩机0155-K-101A的机身振动测量值经常发生测量数值无规律跳变的问题，险些触发4取2联锁停机，对装置安全平稳生产构成潜在威胁。如果不能尽快查明原因很可能产生更大影响。一时间，破解振动值跳变难题成了大家的一块“心病”。

2 查找问题原因

干扰来自于干扰源，它们在仪表内外都可能存在。在仪表外部一些大功率的用电设备以及电力设备都可能成为干扰源，而在仪表内部的电源变压器、继电器、开关及电源线等也均可能成为干扰源。

工业现场动力线路密布，设备启停运转繁忙，因此存在严重的电场和磁场干扰。而工业控制系统又有几百乃至几千个甚至更多的输入输出通道分布在其中，导线之间形成相互耦合是通道干扰的主要原因之一。

首先，排查人员首先按照常规惯例，对仪表本身、电线电缆、控制回路、控制系统组态等进行全面细致地排查，均没有发现任何异常，经过对同类压缩机振动监测方案进行比对分析，大家发现振动毫无规律性的跳变，受外界信号干扰的可能性较大。

对信号干扰引发跳变的判断形成共识后，加紧排查干扰信号的来源就成为关键。在对备机进行试验、排查信号来源的过程中，大家用对讲机内外沟通信息时，出现振动跳变联锁停机。这一现象引起大家的分外警觉，一个大胆的设想跳了出来：是不是因为对讲机的信号对压缩机的振动值产生干扰？这一发现让在场的每个人都无比激动。

于是，在采取保护措施后，排查人员对备用机进行了对讲机信号干扰测试。经过反复测试，证明了他们的推测是正确的。对讲机的信号强度、距离等因素均对振动产生影响，致使其跳变，强烈时能导致联锁停机。

在试验过程中，测试人员发现：对讲机待机、无人讲话状态对振动无影响；对讲机在振动探头2米范围以外使用无影响，1米范围内影响较大；对讲机在振动探头20厘米范围内使用能达到联锁值，且该范围与对讲机电量有关系，电量越足辐射越大，影响距离就越远。

进一步分析发现，对讲机的射频电磁波，能使压缩机仪表元件金属部分的磁通量发生变化，在仪表元件中产生感应电压，与仪表电压信号耦合，从而对仪表产生干扰作用。

排查人员还通过查看视频监控、询问岗位人员等途径，对发生振动跳变当日，是否有员工在探头附近使用对讲机进行了调查，经过验证振动跳变时确有员工在探头旁使用对讲机，时间恰好吻合。

通过以上试验，排查人员得出结论：该机组（0155-K-101A）的振动传感器跳变与近距离使用对讲机有关。这一试验，为全面彻底消除公司同类压缩机振动跳变隐患提供了重要依据。

3 解决方案

压缩机振动跳变的原因终于查明了，排查人员通过比对发现，柴油加氢装置所使用的压缩机在设计上存在以下缺陷：SA6200A-211型振动传感器输出的毫伏级电压信号较弱，极易受到外界感应电压的干扰；其采用密封插销式接线方式，无法与金属穿线管连接，致使一段传感器延伸电缆未被屏蔽保护；屏蔽电缆采用单股金属丝缠绕，致使电缆屏蔽效果较差；ME⁃TRIX5535-102型振动变送器输出的4-20mA信号对应的是振动峰值，且没有高、低通滤波器，容易将干扰信号直接输入机组控制系统。

在全面弄清外界信号对压缩机振动干扰的机理后，排查人员立即通知生产车间编写操作规定，对执行此类压缩机操作时对讲机使用进行了规范，要求岗位员工在距离压缩机2米以外使用对讲机，避免对讲机信号影响压缩机振动跳变，立即下发到车间班组执行，并第一时间制作临时屏蔽器具，利用金属丝网对振动探头进行电磁屏蔽处理，及时安装在压缩机上，并对屏蔽效果逐一进行了测试。验证结果显示，利用金属丝网对振动探头进行电磁屏蔽处理后，对讲机信号不再引起机身振动值跳变，确保压缩机在正式屏蔽器安装前运转安全。

4 结语

化工装置现场仪器仪表工作环境复杂、恶劣，周围存在着各种干扰源。仪表在设计和使用时，要充分考虑工作环境的干扰因素，采取有效措施，确保安全生产。

通过此案例，不但使得大家重新认识到，外界信号干扰对仪表信号和系统的影响，而且，还从根本上彻底解决了这一长时间困扰大家、严重影响装置安全平稳运行的难题，更为今后公司采购设备、审核设计、技术谈判等提供了重要参考。

［1］《电子控制设备抗干扰技术及应用》.张松春，竺子芳.赵秀芬主编，机械工业出版社.

［2］《石油化工自动控制设计手册（第三版）》.陆德民主编，化学工业出版社.

［3］《自动化仪表工程施工及验收规范》（GB50093-2013）.

［4］《石油化工仪表工程施工技术规程》（SHT3521-2007）.

［5］《石油化工仪表接地设计规范》（SH/T3081-2003）.