选煤厂重介自动化信号的抗干扰治理.doc

选煤厂重介自动化信号的抗干扰治理摘要：介绍了在选煤厂重介洗煤自动化控制系统中，干扰 对洗煤洗选效果的影响，干扰产生的原因，原因分析及采取 的治理办法，通过采取有效的治理手段，降低了干扰，使得控制系统运行可靠性增强，能够更好地服务于生产电磁干扰EMIElectro-Magnetic-Interference）是指不需要的电磁信号 或噪声信号等对需要的电磁信号的干扰简介：屯兰矿选煤厂为年设计入洗原煤500万吨的特大 型选煤厂，于1997年投产运营，原设计为跳汰选煤，2003 年技术改造为全重介三产品旋流器工艺，这里重点介绍重介 自动控制在我厂应用过程中的干扰问题：重介系统的主要电气设备有磁选机、变频器控制的介质 泵等，在自动控制方面，电磁干扰对信号的稳定性存在很大 威胁，这里就本人的认识和实际工作中出现的情况，做一筒 单分析一、重介选煤的主要技术参数介绍 三产品重介旋流器分选的主要过程是悬浮液以一定的 压力由切线方向进入旋流器圆筒部分形成强大的内外旋流， 在内外螺旋流的作用下，使精煤与中煤矸石达到有效分离， 如果悬浮液密度、压力不能按规定要求迅速控制调节，就不可能对原煤进行精度较高的分选，因此，悬浮液密度的检测 和调节是关键。

1) 悬浮液密度检测我厂悬浮液密度监测采用AMDEL密度计，密度计的工作 原理为：由r射线发射源、r射线接收器和现场显示三部 分组成发射源为铅封装的CS —137放射源，它安装于悬浮 液管路的一侧，接收器安装于另一侧从发射源发出的r射 线粒子一部分穿透悬浮液及其管壁，到迗接收器的电离室， 而另一部分则被悬浮液和管壁吸收保持恒温的电离室内装 有一对200 VDC的电极，r射线进入电离室后对室内充的特殊 气体进行电离，产生一个信号，此信号传输至现场仪表进行 分析运算，并显示密度值，同时将4〜20 mA的信号传输至 集中控制室的PLC从现场使用来看，r射线密度计测定值与人工实测值相 比误差较小，能满足精度要求，但与集控室显示结果有误差， 对比结果见表12) 悬浮液密度的控制调节为保证有效分选，悬浮液密度控制应做到快捷、准确， r射线密度计测量值为悬浮液密度控制调节提供了依据首 先进行悬浮液密度设定，设定值根据屯兰矿原煤质量确定， 一般在1. 48g/ml〜1. 51g/ml间，当原煤含钎量低时，设定密度值高，反之，设定密度值低设定密度A与实际显示密 度A1随时比较，当A1大于A时，合介栗入料管上的步进阎 自动打开，通过补加水来降低悬浮液的密度，补加水量可以 通过调步进阀的开度来控制。

当设定值高于实际显示密度 时，需要补加介质，密控工通知岗位司机开启浓介泵，通过 给合介桶中添加介质来调节合介的密度3) 悬浮液压力的控制调节三产品旋流器悬浮液的入口压力是旋流器内产生离心 力的动力，悬浮液入口压力的大小决定着分选效果，处理量 的大小悬浮液压力由旋流器介质入口处装的压力变送器进 行测定，并远传至集控室，压力大小通过调节合格介质泵317 的变频器频率，调整泵的转速从而控制合介泵出口悬浮液的 压力4) 悬浮液流变特性的控制调节重介质悬浮的主要组成是磁铁矿粉、煤泥和水，悬浮液 流变特性的自动调节，主要是调节悬浮液的煤泥含量当分 选密度低、磁铁矿粉较粗时，增加工作悬浮液中的煤泥含量 可以改善分选效果但是当煤泥含量过高时，1腿〜0. 5 mm 粒级原煤的分选效果变坏悬浮液中煤泥量很难使用仪表测 量，只能采用密度计和磁性物含量计分别测出悬浮液密度和 磁性物含量值，通过换算公式，计算出煤泥含量5) 合介桶液位测量与调节合格介质桶(313)液位测量采用超声波液位计，高、 低液位有报警显示，低液位采用补加浓介质与水进行调节， 高液位通过控制循环水补加量和加大分流来调节通过以上介绍，我们知道，重介洗选的主要参数，通过 集中控制室操作人员在计算机操作调节，具体如下：1、三产品重介旋流器的悬浮液压力调节：调节317合 格介质泵的变频器频率，从而实现对压力的调节。

1) 三产品重介旋流器悬浮液密度调节：通过在计算机 输入设定值，现场监测值与设定值比较，通过对步进阀的调 节，使悬浮液密度符合设定值要求2) 三产品悬浮液磁性物含量调节：通过在计算机上输 入设定值，现场监测与设定值进行比较，当变化大时，改变 悬浮液的设定密度值，以达到调整悬浮液磁性物含量的目以上监测设备密度计、磁性物含量仪、压力表等设备都 在生产现场，其信号通过信号电缆传输至各PC分站，由分 站再到集中控制计算机通过近几年的使用，发现以上信号在传输过程中，干扰 比较大，主要原因是现场变频器控制启动的合介和稀介泵动 力电缆与系统信号电缆交叉敷设，变频器频繁启动或频率的 变动引起的电磁干扰，我厂重介系统使用六台ABB公司的变 频器，下面重点介绍变频器的干扰问题：二、变频器的干扰 （一）干扰源主要有；1、 输出电流在高频、高压脉冲序列的作用下，由于电动机的绕组具 有电感性，输出电流的波形十分接近正弦波但因为电压是 脉冲序列，故电流不可能是“光滑”的正弦波输出电流中 也存在着十分丰富的高频分量，其频率一般在lOKHz以上2、 输出电压输出电压的波形是经过正弦脉宽调制的高频、高压的脉 冲序列，其频率为载波频率，通常为2〜15KHz。

3、 输入电流变频器的输入电流为非正弦波，它具有十分丰富的高次 谐波成分，其频率一般在3kHz以下干扰信号的主要传播途径有以下几种：1、 电磁波传播因为变频器的输入电流和输出电流中的高次谐波电流 所产生的电磁场具有辐射能力是其他设备（尤其是通信设 备）因接收到电磁波信号而受到干扰 从变频器输入侧的电源线辐射从变频器本身辐射从变频器的输出线和电动机辐射2、 感应电磁感应当其他设备的控制线接近变频器的主电路 （输入或输出）时，将切割主电路的高频电磁场而产生干扰 设备静电感应但其他设备的控制线接近变频器的输出主电 路时，变频器输出的高频电压信号，将通过线间的分布电容， 传播到其他设备中去3、线路传播通过电源线路传播由于变频器的输入电流中有很强的 高次谐波成分，使网络电压产生相应的脉动，从而传播到同 一网络上的其他电子设备通过不正确的接地线传播如果若干设备的地线连接在 一起的话，则变频器输出电流中的高频信号将通过地线传播 到其他设备三、解决电磁干扰的对策目前在电子设备和系统中通用的电磁兼容设计技术有 接地、屏蔽、滤波三种，通常称之为抑制电磁干扰的三大技 术接地是将干扰信号引入接地端；屏蔽是利用屏蔽体来阻 挡或衰减干扰信号的电磁传输；滤波是阻止干扰频率信号通 过而允许有用频率信号通过的一种技术。

根据以上技术和我 厂实际情况及现场存在的问题，我们采取了以下措施1、输出线的屏蔽层和接地从变频器到电动机的输电线路十分重要的辐射源，可采 取的噪声衰减措施：(1) 采用4芯线，将多余芯线的两端接地2) 金属管的壁厚应大于2mm，金属管的两端必须良好接地屏蔽线和屏蔽层应和变频器以及电动机的外壳连接在 一起3) 把电缆埋在水泥坑里我厂变频器具体接地改进如下：目前我厂控制部分信号电缆的屏蔽情况和处理措施如下表：3、 在这三种技术中，滤波技术是目前抑止电磁干扰最 常见、最有效、最经济的一种手段运用的方法也非常简单， 在电气设备电源线的入口处插入抗EMI滤波器，滤波器可以 把通过电源线传导的电磁干扰信号给予充分地抑制，换而言 之，它既能抑制电气设备内部产生的电磁干扰，又能抑制外 界电网传入的电磁干扰目前我厂已将此列入明年计划4、 正确布线远离所有的控制线都应远离变频器的主电路，使它们 不受主线路电磁场的影响不平行各种设备的控制线不要和变频器的主电路平 行四、结论通过对我厂变频器干扰处理，目前我厂的重介系统密度 控制系统信号受干扰影响稳定的情况已大大降低，为洗选生 产的过程控制起到了重要作用，总之，随着工业现场和社会 环境的发展，新技术的出现也随之发生了新的问题，作为现 场的技术人员，要及时解决这些问题，我们相信，满足实际 需要的真正“绿色”的电器也会不久面世。

我们相信工业现 场的EMC问题一定会得到有效解决参考文献：[1] 林国荣.电磁干扰及控制.电子工业出版社，2003, 6/1[2] 逯贵祯/蒋克华通信系统中的电磁兼容理论与技 术/通信与信息系统书系北京广播学院出版社2000-01[3] Jin Au Kong电磁波理论（上册）高等教育出版社 2002-09[4] 任吉林/林俊明/高春法电磁检测机械工业出版社2000-08[5] 王庆斌刘萍尤利文林啸天电磁干扰与电磁兼 容技术机械工业出版社1999-08[6] （法米切尔.麦迪圭安（MichelMardiguian） 电磁 干扰排查及故障解决的电磁兼容技术机械工业出版社2002-05[7] 冯林电磁场与电磁波机械工业出版社2004-06[8] 赵玉峰现代环境中的电磁污染电子工业出版社2003-11。