浅谈高炉新型自动化仪表抗干扰措施

摘 要：自动化仪表系统对于高炉炼铁生产的控制十分重要。随着现代冶金技术的发展，高炉的自动化仪表应用的越来越多，然而受高炉生产运行特点影响，高炉自动化仪表会在不同时间受到一些干扰进而给高炉的生产运行带来影响。该文对高炉自动化控制系统分析、新型仪表特点以及仪表干扰成因及危害做了简单阐述，并提出了一些仪表干扰控制措施。

关键词：高炉；自动化；仪表；抗干扰

中图分类号：TF068 文献标识码：A

一、前言

随着现代冶金技术的发展以及我国钢铁行业的发展形势，淘汰落后产能，发展和利用新型大高炉已经成为了我国各钢铁企业发展的必然选择。对于新型大型高炉，无论从产量、结构形式以及自动化程度都有了深刻的变革，做好高炉的稳定顺产顺行是每个钢铁企业保证基本工序稳定运行的核心任务。然而对于新型大型高炉其在仪表自动控制的应用上相比传统高炉有了质的飞跃，仪表控制系统是否稳定直接影响高炉的生产运行，为此做好高炉新型仪表自动化仪表的抗干扰工作十分重要。

二、高炉自动化控制系统分析

对于现代冶金企业的新型高炉，其炼铁生产过程对于炼铁工艺具有连续性、稳定性以及有效控制性等要求。高炉生产是在炉体内部进行并处于完全封闭状态的物理化学反应，对于用肉眼是无法观察到其生产状态的。随着大型高炉的发展，目前已经形成了上料系统、炉况控制系统、排渣系统、运输系统全面信息化的生产状态，其生产规模宏大，产量高等特点都对高炉自动化仪表控制系统提出了更高的要求。因此若想保障高爐系统安全稳定生产，并做到高效率、低能耗以及延长炉体寿命就必须与其对应配备数以千计的压力、流量、温度、组分、数位等仪表检测和控制系统。这些仪表既可以采集数据进而进入信息化控制系统，对高炉的顺产顺行提供有效帮助，此外还可以通过软件控制实现对现场设备的稳定控制。就目前而言，以北营炼铁厂新1#高炉为例，其自动化仪表控制系统的配备数量高达2000多台套，其主要功能领域包括热风温度的检测与控制、原料系统的监视与控制、炉顶压力监视与控制、高炉水系统监视与控制、高炉各能源流或副产品的监视与控制、炉顶料面监视系统、炉顶十字测温系统、炉体砌砖温度检测、水渣转鼓和冲制系统、原料料位仓储检测以及铁水重量检测系统等。各项仪表控制系统复杂多变，且环环相扣，因此做好高炉系统自动化仪表的稳定和控制工作是保障高炉顺产顺行的基础。

三、新型仪表特点

随着现代科技以及信息化工业发展，新型仪表已经得到了快速发展和广泛应用，目前新型仪表已经呈现出了智能化、虚拟化以及网络化等特点。智能化就是将人工智能应用到仪表当中，并应用传感器和变送器采集信息再通过CPU处理器完成智能化指令。仪表的智能化使其可以使用智能接口，实现人机对话，可以根据工程实际调整参数设置，其强大的存储、运算程序以及自我检测功能使其相比普通仪表有了质的超越。仪表虚拟化是在充分利用计算机技术的基础上，可以让用户具备自设计和自定义功能，其通过计算机、软件以及模块等完成上述功能。虚拟仪表不仅在使用上与普通仪表相同，其在分析处理方面相比普通仪表会更胜一筹。该项技术的发展可以使得仪表的制造和用户需求更加融合。仪表网络化是现代信息网络技术发展的必然要求，仪表网络化最重要的标志是使仪表的远程通信能力得到了重要改变。

四、仪表干扰成因及危害

受新型仪表特点和高炉生产特点影响，在高炉炼铁现场的周围存在着大量的大功率用电设备，电磁环境较为复杂。电场和磁场分为恒定场和交变场，对于恒定场其是由静电场和直流电产生的因此其对仪表的作用相对单一，而交变场往往会受到一些磁场和电场改变因素发生随机性的极性改变、强度改变和频率改变。对于高炉现场仪表测量的信号一般均是以转换为微电信号即微小电压和微小电流再传入到二次仪表或计算机系统完成的。通常在仪表正常的传输信号外，经常会因交变电场和磁场的改变出现一些无关的电压或电流，这些电压或电流就给仪表的正常使用带来了干扰，进而对仪表设备的准确性和可靠性带来了极为不利的影响。

五、仪表干扰控制措施

（一）消除干扰源

在高炉实际运行当中，消除其干扰源是极为不现实的。因为高炉生产现场各种大功率设备是不可能移除的，其变频器以及电机的电磁干扰也是不能消除的。因此我们这里提出的消除干扰源，是指采取一定的措施，防止仪表内部部分插件受到氧化后产生焊点虚脱等接触不良现象。

（二）抑制串模干扰

仪表设备往往与被测信号的设备处于同一位置，因此一旦有串模干扰，就不容易被消除，因此必须采取一定的措施抑制和消除串模干扰。一般情况下可以采取使用扭绞信号电缆，使得干扰源与两根信号导线的距离相近，进而使其电容分布相似，便可以使由磁场、电场通过感应耦合进入回路的串模降为最小。此外还可以通过将信号导线用金属包起来，造成外围形成等势体进而防止电场的干扰等。

（三）抑制公模干扰

仪表信号大多为低电平，因此一旦有公模串入便会产生信号畸形，带来诸多错误。因此使用一些隔离设备将光耦合或电耦合的信号经过滤波放大，进而将准确的信号传入到DCS或PLC系统当中。一般隔离器的使用会降低公模干扰，此外良好可靠的接地可以使仪表外壳保持零电位，信号源电路的稳定接地都会解决大部分的干扰问题，在做好接地工作时一定要注意屏蔽层须单端接地并且确保信号导线屏蔽层接地与系统接地同侧。

结语

综上所述，新型自动化仪表对于高炉的生产运行十分重要，对于新型自动化仪表有着其相应的技术特点。自动化仪表的干扰问题对于高炉的生产运行危害极大。就工程实际经验而言消除干扰源、抑制串模干扰以及抑制公模干扰是控制仪表干扰的主要措施。

参考文献

[1]杨兵.高炉自动化（控制）技术的进步和发展[J].钢铁技术，2009.

[2]吴世亮，陈宁. 高炉自动化控制系统[J].数字技术与应用，2011.

[3]李洪双.浅析自控系统在钢铁冶炼中的应用[J].黑龙江科技信息，2008.

[4]顾严.高炉自动化控制系统应用和技术创新[J]. 数字技术与应用，2012.

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