DCS系统信号干扰及防范措施赵海英.docx

          DCS系统信号干扰及防范措施赵海英                    Summary：由DCS系统信号受干扰造成调试受阻为基础，介绍了DCS系统信号干扰信号产生的原因，提出了防范干扰信号的措施，为相似工程提供借鉴Keys：DCS；抗干扰；措施1、DCS系统信号干扰引起设备工作不正常甚至跳闸河南豫光金铅股份有限公司在8万吨熔池熔炼工程调试期间，高温风机机组参数经常出现信号波动，有时还会因信号波动大输出跳车信号，由于是在系统调试期间，所有设备均为新设备，不存在设备或线路老化，初步判定为现场存在非常强的干扰源对DCS检查时发现，大范围的信号波动来自不同的机柜和模件处检修人员首先对机组DCS系统进行了全面检查，分别排查了模件通道，DCS系统机柜接地、引线和地网的电阻值，DCS系统内部24V直流电源等等，均未发现异常因大幅度波动信号主要集中在风机机组参数，现场排查了各测点的变送器、传感器、信号电缆绝缘、接地均无异常用标准信号发生器在现场加信号传输到DCS处，发现在风机静止状态DCS显示正常，运行状态机组参数剧烈波动，可判断信号在风机运行过程中信号受到强干扰风机运行时现场检查发现风机出口压力变送器显示剧烈波动，排查发现该变送器与风机变频器安装在同一堵墙的不同面上，现场对变频器接地重新处理，该变送器屏蔽线单独在现场接地后机组各参数显示正常。

由此判断变频器工作对变送器造成了谐波干扰，该干扰信号通过变送器信号线串入DCS系统1干扰原因在我国经济快速建设的今天，对控制系统自动化水平的要求也在不断提高，为了满足自动化控制的要求，DCS系统已经广泛运用于各种行业DCS系统的优点是合理、可靠，而保证系统接地是DCS系统正常工作的重要基础所以保证DCS接地系统的可靠性决定了DCS系统抗干扰能力1.1高次谐波干扰在节能降耗日益成为企业生存之根本时，变频器由于在节能降耗方面存在很大优势必然会在新建系统或技改时大量使用，但其在工作过程中，会产生大量高次谐波，如果不能很好地消除这些干扰信号，其必然会通过线路串入DCS系统对系统造成致命影响除此之外，一些大功率电路（例如：产热电路）在使用中如果发生线路老化，也会对信号产生很大干扰在一些执行设备中，在现场采用220V供电时，如果路中发生短路问题，同样会对传输信号有所影响在对信号线进行接地使用时，如果接地位置不合理或者不正确，会由于电路两端较大的电位差而产生一个电路环流，也会对信号传输发生干扰1.2电容电感耦合引入的干扰通常的时候，被控现场的控制柜接入了诸多信号线，这些信号线有的使用电缆槽，有的使用电缆管，尤其是诸多信号同时布线，而信号间存在电容分布，会对别的信号线形成干扰。

特别是在交流信号线四周形成交变磁通，进而在并行导体间形成电势，造成电势干扰信号1.3雷击干扰雷击发生时由于其强大的能量会在受击部分形成范围较大的电磁干扰雷击对系统产生影响的方式一般有两种：一种是雷击有可能会对建设在外部的信号线造成影响，从而引起信号干扰；另一种是在雷击信号电缆附近发生，通过分布电容和电感设备传送到信号线，从而对信号线产生一个瞬时并且能量极高的电磁脉冲干扰，严重时有可能会损坏设备，对工作人员安全产生影响雷击干扰时对一种常见的干扰方式，针对雷击干扰可以采用安装金属电缆管或者槽铺信号线，保证金属槽或电缆管有良好的接地情况，从而防止雷击对信号线产生影响对于架空信号线来说，需要在外部电路上加装避雷器，同时在控制系统电脑端使用防雷信号，从而保证设备的安全运行1.4DCS供电线路干扰由于大型电机设备开关时会产生瞬时的大型交变磁场交变磁场会在信号线上发生耦合，从而对系统产生干扰，而这些交变磁场也会对电源线产生高频干扰，信号程度如果超过规定范围也会对系统产生影响为了保证在大型电机进行开关时对系统进行保护，可以采用在电路中加入变压器，保证在开关电机时不会因为电压变化过大而产生交变磁场2提高DCS抗干扰能力2.1做好干扰信号隔离措施一般DCS系统采集的模拟量信号必须使用带屏蔽的双绞线，以提高抗高频脉冲信号的干扰能力，且模拟量信号电缆不能与其他类型的电缆在同一槽盒走线，应单独使用电缆槽盒和电缆套管。

开关量信号电缆最好也采用带屏蔽的双绞线，提高对低频脉冲信号的抗干扰能力，且不可与动力电缆及大负载信号线平行走线由此可见在DCS信号电缆走线的过程中需将不同类型的信号线隔离铺设，特别是动力电缆与信号电缆应隔离在不同的槽盒相似类型的信号电缆若在同一槽盒，需用隔板将不同的电缆隔离2.2DCS系统的可靠接地在DCS系统中，接地是抑制噪声和防止干扰的主要方法接地的作用总的来说只有两种：一是保护人员和设备不受损害叫保护接地；二是抑制干扰叫屏蔽（工作）接地接地的含义可以理解为一个等电位点或等电位面，它是电路或系统的基准电位，但不一定为大地电位保护地线必须在大地电位上，信号地线依据设计要求可以是大地电位，也可以不是大地电位保护接地是将DCS中平时不带电的金属部分（机柜外壳，操作台外壳等与地之间形成良好的导电连接，使机壳和地等电位，以保护设备和人身安全屏蔽地把现场信号传输时所受到的干扰屏蔽掉，以提高信号精度DCS系统中信号电缆的屏蔽层应做屏蔽接地线缆屏蔽层必须一端接地，防止形成闭合回路干扰2.3系统冗余配置在实际的工程应用中，DCS系统出了提高硬件设备的品质，还从系统的配置方面进行考虑在DCS系统的使用过程中，系统及重要保护测点难免会出现一些故障，为使故障分散开来，重要配置如DCS系统网络、电源、控制器、通讯都采用了冗余配置，很大程度上提高了DCS系统的可靠性。

3结语DCS系统对于现代各个企业和工厂来说有着十分重要的作用，为了保证其使用，DCS系统的接地工作需要专业人员引起高度重视接地工作作为DCS系统安全使用的关键和核心，需要在安装和设置过程中引起高度重视，才能保证接地工作的顺利进行，从而保证DCS系统在运行过程中安全可靠，充分发挥其对工业生产的管理作用由于DCS系统对工厂生产中的安全性和有效性有着十分重要的作用，所以保证DCS系统的正常运行是一项重要的工作该文就DCS系统的抗干扰方式和接地方式进行了浅显探讨，这两方面是DCS系统正常运行的基础和前提，只有把这两方面的工作做到位，才能对DCS运行过程中出现的问题进行有条不紊的监控和解决，从而保证工业生产的高效性和持续性Reference：[1]张晓臣.DCS系统信号干扰与接地研究[J].电子世界，2012，（21）：113-114.[2]周倩，鲁学农，张文景.火电厂DCS系统信号抗干扰研究及实例[J].中国电力，2012，45（04）：64-67.[3]罗玉林.DCS系统信号传送过程中发生翻转的研究[J].中国仪器仪表，2010，（09）：49-51.[4]王森，张春友.DCS系统信号干扰与接地[J].科技创业月刊，2010，23（09）：178-179+182.  -全文完-。