PA仪表在水泥工业使用中的干扰分析及排除

任国兴

摘 要：在水泥厂的发展过程中会应用Profibus-DP。在当前诸多主流控制体系中，控制器和与之相应的模件间的通信协议大部分是Profibus-DP，但是以PA为代表的Profibus总线协议会延伸到过程自动化控制中，其参数具备全面性，自身容易维护的特征。与此同时，工厂提升了对信息集成的标准，促使PA仪表越来越受到关注与应用。文章是针对PA仪表在水泥工应用中存在的干扰，展开的深入探究，并且寻求其排除措施，为相关人员提供参考意见。

关键词：PA仪表；水泥工业；干扰分析；排除

PA的总称是Profibus-PA，是一种现场总线协议，与一般的4mA-20mA仪表有明显的差异性。PA仪表的显著特点是，容易调试、信息量多样、容易维护、不浪费电缆等，但是也存在一定的不足，这主要是受到自身信号特征的影响。PA仪表传送的主要是高频数字信号，易受到变频器的高次谐波与高压配置的感应电压的限制，致使仪表不能正常有序的工作。

1 PA仪表与一般4mA-20mA仪表存在的主要差别

1.1 供电方法和布线上

PA应用的主要是IBC1158-2 MBP-IS标准，两根电线不但能够传输信息数据，还能够为仪表提供电源。仪表工作务必要消耗的常量稳态根本电流非常小，通常是毫安级别的，具体应用在防爆场所，并且要符合石化、化工的需求，与此同时，PA仪器的布线较为单一、具有便捷性，只需要一根总线连接到电气室中；普通的4mA-20mA仪表一般需要连接诸多电缆，操作程序较为复杂。

1.2 信号传输之间的差异

PA仪表应用的是数字通讯方法传输测量的最终结果，可以读取与配置仪表的具体参数，与此同时获取较为丰富的数据信息，但是其本身无模拟信号输出；4mA-20mA仪表，应用模拟电流信号传输测量的最终结果，信号的主要内容是测量数值，并无另外方面的参数。

2 探究干扰状况及排除方法

2.1 干扰状况

在投料生产中，预热器上的数台PA仪器信号会出现突然消失的状况，时不时还会有大范围故障信号出现。由于故障状况是在同一时间出现的，所以将其定义为突然产生的干扰状况。与此同时，窖尾车间只有一种干扰源，便是窖主传电机，在这过程中，仪表工作都呈现正常的工作状态，在历经检测工作之后，仪表的连接不存在另外的干扰源，所以要把检查目标向车间外部转变，在进行系统全面的排查与对照后，找出了PA仪表大范围出现中断状况，具体发生在原料磨车间的循环风机变频器启动之后的数秒范围内，根据上述探究与研析可以得知，出现干扰现象的主要原因是接地干扰。

通常状况下，引发接地干扰的因素有两种，一种是地环路干扰，另一种是公共阻抗干扰。地环路干扰的构建主要受到兩方面因素的影响。其一，互联配置在电磁场当中，电磁场在“系统A与系统B相连接的地方”所构建的环路中感应，由此环路电流产生，成为干扰；其二，两个系统的地电位有明显的差异，构成地电压，在电压的作用之下，“系统A连接系统B的地”所构架的环路出现电流，地线上的电压在另外功率非常大的用电器占用这地线时会出现非常强的电流，并且地线自身具备非常强的阻抗性，所以出现非常大的电势差值，这样，地线与电缆之间构建的环路电流便作为了干扰。同样都是干扰，公共阻抗干扰的主要原因是，两个电路使用相同的地线，地线抗阻的出现，导致这其中的B电路的工作调节会影响A电路的电位。在数字电路中，信号自身有非常高的频率，所以地线的阻抗也会升高，就会存在由于不一样的电路共同使用相同的地线，由此有公共阻抗耦合干扰的状况出现，公共阻抗的耦合的产生，使电路遭受巨大噪声干扰，抗干扰的方法转变成干扰的来源。

2.2 抗干扰的具体方法

2.2.1 降低或者消除地环路当中的电流。首先，把一端的电路浮地，便能够消除地环路电流，但是考虑到安全因素，通常不准许电路浮地，这时便可把设备借助电感接地，由此，对50赫兹的交流电流装备接地加抗阻便非常小，而对频率非常高的干扰信号而言，装备接地抗阻非常大，降低了地环路电流。

2.2.2 应用光隔离器。另外的切断地环路的措施是，使用光完成信号的传送，这是解除地环路干扰最优办法。

2.2.3 应用变压器实现电路与电路间的连接，假设应用磁路连接装备，便可将地环路电流切断，但是有一点需要注意，变压器初次级的寄生电容依旧为频率较高的地环路电流奉献通路，所以，变压器隔离的措施，对高频地环电流不具备显著的控制效果。

2.3 消除公共地线的阻抗

这样便能够降低公共地线之上的电压降，以此有效控制公共阻抗的耦合。与此同时，借助接地途径规避容易相互干扰的电路共用电地线，特别是弱电路和强电电路一同所使用。参照具体的探究能够发现，减少地线阻抗的重点是减少地线电感，应用扁平导体作为地线，并且把诸多距离非常远的并联导体当成接地线。借组改善优化的方法规避公共阻抗超出标准高度的接地方式是，并联单点接地，把电路参照弱、强模拟、数字信号等进行归类，之后在相同类型的电路内部使用串联单点接地，类型不一样的电路使用并联单点接地，在根本上除去公共阻抗。由此，可以规划制作对应的调整方案，譬如：把原料磨循环风机变频器的近端与地面接近，但是需要重点关注变频电缆的长度，通常控制在200米范围内，否则电机侧的电压出现低于标准的现象，给电机的正常工作造成一定的负面影响，系统检测PA仪表的信号，将可能存在的两端接地消除掉，安装有源终端电阻，除去通讯电缆中间的信号反射。经过一系列的措施调整，仪表参数会恢复正常。

3 结语

综上所述，文章针对PA仪表在水泥工业使用中的干扰，展开了系统全面的分析，并且介绍了PA仪表与一般4mA-20mA仪表存在的主要差别、存在的干扰现象及具体的排除方法，为相关人员提供参考意见。

参考文献

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