[发明专利]根除电磁场、电子噪音对4～20mA信号干扰的方法

说明书

技术领域

本发明涉及反干扰，具体涉及消除电磁场、电子噪音等对4～20mA信号干扰的方法。 

背景技术

随着各种工业的迅猛发展，自动化控制也紧跟其后，况且自动化水平与时俱进。为了节约资源，工业生产前期设计时，常常将设备、线缆分布密度尽可能大，甚至有的越过相关《标准》或《规范》的底线。节能技术的推广，带动变频器广泛应用，其产生的电磁场、电子噪音对用于监控的4～20mA模拟信号产生的综合干扰也随之而生，使得控制质量和监视可靠性明显下降。传统的解决办法是：在监控回路的DCS或PLC端模拟输入模块之前或模拟输出模块之后（××之前、××之后以4～20mA信号的方向为参照）加装隔离栅（图1中 ISAIR 19-1）进行隔离（图1传统防干扰隔离回路方框图；图2 传统防干扰DCS端机柜内隔离栅实物图）。实际应用中，当干扰信号为强电场、电子噪音等综合干扰时，传统隔离方法已经不能满足要求。图3某PPA生产装置萃取器驱动电机在图1所示的条件下，稳定运行时电流值的实时监视趋势，因干扰导致其无规律的跃变，已经不能指导操作人员完成准确、可靠的操作，明显失去了监控的意义。 

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题提供一种根除电磁场、电子噪音对4～20mA信号干扰的方法。 

本发明的技术方案是：一种根除电磁场、电子噪音对4～20mA信号干扰的方法，采用在控制回路的首、尾两端同时隔离，即:保留传统方法的DCS或PLC端隔离栅，在电控室变频器的4～20mA电流信号输出（或输入）端再增加隔离栅，将变频器自身产生的电子噪音、强电场干扰信号隔离于源头。 

上述方法所需要主要元件和材料包括：⑴隔离栅一只，品牌、产地不限，只需满足①品质良好；②工作电压为24VDC；③输入/输出为4～20mA无源信号，输出数量≥1组；④DIN导轨安装或其它方式盘内安装；⑵24VDC电源一组，根据变频器的不同，也可以用变频器自带的24VDC电源输出代替，或者配置24VDC/15～150W专用开关电源；⑶1.0～2.5mm²多芯软导线5～30m；⑷与导线匹配的线鼻子、线号管若干。 

本发明方法的优点：施工工艺简单，易操作；元件、材料可选范围广，成本低廉；实施后效果显著，一针见血。 

附图说明

图 1 为传统防干扰隔离回路方框图，根据实物绘制而成，框图中“仪表室”区域“ISAIR 19-1”为传统方法防干扰隔离栅，其工作电源由专用24VDC开关电源提供； 

图2 为DCS机柜内隔离栅实物,ISAIR19-1、ISAIR19-2……传统设计使用的隔离栅；

图3为传统方法隔离时动力设备正常运行时电流趋势图，图为某PPA装置萃取系统正常运行时拍摄，“曲线”是萃取器驱动电机负荷运行电流的实时趋势。

图4 为采用本发明方法隔离回路方框图，图中左下角虚线框内元件（“发明增加部分”）为本方法实施后增加，图中没有绘出仍然保留的传统方法使用的隔离栅。 

图5 为本发明方法实施后实物图，图中“新增加隔离器”字体左下角实物为本方法使用隔离栅，深圳万讯自控股份有限公司制造，工作电压利用变频器24VDC输出端口提供。 

图6为本发明方法实施后动力设备负荷运行电流趋势图，图为某PPA装置萃取器负荷运行时拍摄，“曲线”是萃取器驱动电机负荷运行时电流的实时趋势。 

具体实施方式

某单位采用本发明的方法，采用在控制回路的首、尾两端同时隔离，即:保留传统方法的DCS或PLC端隔离栅，在电控室变频器的4～20mA电流信号输出（或输入）端再增加隔离栅，如图4虚线框内的“发明增加部分”，将变频器自身产生的电子噪音、强电场等干扰隔信号离于源头。主要元件、材料： 

⑴    图5所示，隔离栅一只（制造：深圳万讯自控股份有限公司；型号：MSC3001-C0C0；输入/输出：1组/2组  4～20mADC）。

⑵    隔离栅工作电压：利用变频器（制造：ABB公司；型号：ACS800-04P-0206-3+P901）的Ext.1_+24VDC和2_GND端的输出提供。 

⑶    导线：丁氰橡胶绝缘，单股7芯铜芯软导线，导体截面1.5mm²，长度约8米。 

⑷     PTV 1.25-12线鼻子、￠5.2线号管等辅材若干。 

整个实施过程分三步完成。首先，按非标准方式安装、调试，进行可行性试验，同时收集相关信息进行比对分析。其次，根据盘柜空间确定实物安装、布线、接线、调试等方案；待工艺停车，设备断电后，按照方案逐步实施；检查并确认无误后，上电调试。最后，工艺开车并投料，正式投用，继续观察分析，确定无需再改进后整理技术资料。图6为某PPA装置按图4所示回路实施新方法后，萃取器驱动电机负荷运行时工作电流的实时趋势。