摘要：在電廠熱工儀表中，經(jīng)常存在較強(qiáng)的干擾，根據(jù)干擾不同的類型，采取不同的抗干擾方案，本文具體分析了發(fā)電廠熱控系統(tǒng)常見的一些問題和干擾，以及各種干擾的機(jī)理，指出在實(shí)際生產(chǎn)中控制系統(tǒng)干擾的來源，并結(jié)合實(shí)際提出抗干擾的有效措施。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；儀表；熱控系統(tǒng)；干擾問題

引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，DCS、PLC等控制系統(tǒng)在發(fā)電廠中得到廣范應(yīng)用，發(fā)電廠熱力過程控制的穩(wěn)定性和可靠性也有了很大的提高。但是一些外部因素常導(dǎo)致控制系統(tǒng)運(yùn)算錯(cuò)誤，信號(hào)顯示不準(zhǔn)確，甚至保護(hù)誤動(dòng)。為此，一方面我們要求提高硬件設(shè)備抗干擾性能。另一方面我們要在設(shè)計(jì)、施工和日常維護(hù)中加強(qiáng)管理，從多方面來提高系統(tǒng)抗干擾能力。

一、干擾的分類和原理

發(fā)電廠熱控系統(tǒng)工作環(huán)境復(fù)雜。被測(cè)量一般被轉(zhuǎn)換成微弱的低電壓、低電流信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸。難免在信號(hào)采集和傳輸中出現(xiàn)一些與被測(cè)信號(hào)無關(guān)的電壓或電流信號(hào)，這種無關(guān)的電壓或電流信號(hào)稱為干擾。干擾的類型我們通常按照產(chǎn)生的原因、模式和波形分為三類：按照產(chǎn)生原因分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按照波形性質(zhì)分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按照干擾信號(hào)對(duì)有用信號(hào)作用的方式分為共模干擾和差模干擾（電磁干擾），這是我們常見的也是本文討論重點(diǎn)。共模干擾是指系統(tǒng)輸入端相對(duì)與參考點(diǎn)（地）共有的干擾電壓信號(hào)，是在信號(hào)線上共有的干擾信號(hào)，是由于信號(hào)的接地端對(duì)控制系統(tǒng)接地端存在一定的電位差引起的。

二、干擾的主要來源

干擾信號(hào)主要是有干擾源產(chǎn)生，干擾源根據(jù)產(chǎn)生原因分為內(nèi)部干擾和外部干擾。

1、控制機(jī)柜內(nèi)部的干擾柜內(nèi)部的干擾主要包括機(jī)柜內(nèi)部的卡件、不合理走線、系統(tǒng)接線等因素； DCS卡件內(nèi)部元器件及電路間由于絕緣不良，造成漏電阻，形成回路，引入干擾；機(jī)柜內(nèi)部走線數(shù)量大，電纜槽合布置有限。電纜與二次線強(qiáng)電弱點(diǎn)信號(hào)沒有分開布置，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)對(duì)模擬信號(hào)產(chǎn)生干擾；控制系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行，接線端子出現(xiàn)松動(dòng)，在不同金屬結(jié)合部位出現(xiàn)熱電勢(shì)和金屬腐蝕產(chǎn)生化學(xué)電勢(shì)，對(duì)信號(hào)回路產(chǎn)生干擾。

2、系統(tǒng)接地產(chǎn)生的干擾?？刂葡到y(tǒng)良好的接地可以有效地抑制電磁干擾的影響。接地一般包括系統(tǒng)地、保護(hù)地、屏蔽地等。接地系統(tǒng)干擾主要是由于各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均，存在電勢(shì)差，引起環(huán)路電流。影響控制系統(tǒng)正常工作。

3、信號(hào)線引入系統(tǒng)的干擾。

三、干擾的作用方式

按照干擾的作用方式分類：干擾可分為常態(tài)干擾和共態(tài)干擾兩種。

所謂常態(tài)干擾，是指疊加在被測(cè)信號(hào)商干擾噪音。被測(cè)信號(hào)一般是直流信號(hào)或變換緩慢的交變信號(hào)，而干擾噪聲一般是變化較快的交變信號(hào)。

所謂共態(tài)干擾是指儀表、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器等的兩根輸入信號(hào)線上共有的干擾電壓，這種干擾可能是直流的，也可能是交流的，其電壓值可以達(dá)到幾伏，或者幾十伏甚至更高。很大程度決定于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和設(shè)備接地情況，由于信號(hào)端的接地點(diǎn)與信號(hào)接受端的接地點(diǎn)往往存在一定的電位差Um，所以，在信號(hào)的接受端有Um，Ui+Um兩個(gè)輸入信號(hào)，顯然Um是信號(hào)接受端共有的干擾電壓，所以稱為共態(tài)干擾。

在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中，信號(hào)接收端有單端對(duì)地輸入和雙端不對(duì)地輸入兩種方式。在存在共態(tài)干擾的地方，不能使用單端對(duì)地輸入方式，因?yàn)榇藭r(shí)的共態(tài)干擾完全轉(zhuǎn)化為常態(tài)干擾。所以，必須采用雙端不對(duì)地輸入。

四、抑制干擾的措施

由于干擾產(chǎn)生十分復(fù)雜，但是干擾源產(chǎn)生的干擾信號(hào)必須通過“路”和“場(chǎng)”的途徑進(jìn)行傳播。以電路連接引入的干擾屬于“路”干擾；以電磁感應(yīng)形式引入的干擾為“場(chǎng)”干擾。要抑制干擾，就是要從“路”和“場(chǎng)”著手。

1、選擇正確的接地方式，做好良好接地接地一是為了安全，二是為了抑制干，完善良好的接地是抑制干擾的有效途徑。根據(jù)減少干擾和保護(hù)人及設(shè)備安全的原則，從工程中的經(jīng)驗(yàn)顯示，盡量采用以下接地原則：即把整個(gè)系統(tǒng)分為“系統(tǒng)地”、“保護(hù)地”、“屏蔽地”，做到不混用；“三地”在最終處匯入一點(diǎn)接地，接地電阻應(yīng)小于4 歐姆；機(jī)柜內(nèi)“系統(tǒng)地”和“保護(hù)地”應(yīng)該電氣隔離。

2、電纜的正確選擇和施工工藝減少干擾對(duì)于不同的信號(hào)要選擇不同的電纜傳輸?，F(xiàn)場(chǎng)信號(hào)大致分為模擬量信號(hào)、開關(guān)量信號(hào)與數(shù)據(jù)通訊信號(hào)。模擬量信號(hào)包括模入和模出信號(hào)，此類信號(hào)應(yīng)使用屏蔽對(duì)絞電纜連接，信號(hào)電纜芯的截面應(yīng)大于等于lmm2。開關(guān)量信號(hào)包括開入和開出信號(hào)，低電平的開關(guān)信號(hào)應(yīng)使用屏蔽對(duì)絞電纜連接，信號(hào)電纜截面應(yīng)大于等于lmm2；而高電平（或大電流）的開關(guān)量的輸入輸出信號(hào)可用一般對(duì)絞電纜（控制電纜）連接，但應(yīng)與模擬量信號(hào)、低電平開關(guān)信號(hào)分開，單獨(dú)走電纜槽。數(shù)據(jù)通訊信號(hào)電纜使用屏蔽對(duì)絞電纜。強(qiáng)弱電不能使用同一電纜。電纜敷設(shè)要求計(jì)算機(jī)的輸入輸出信號(hào)電纜應(yīng)敷設(shè)在帶蓋的電纜槽中，電纜槽道及蓋板應(yīng)保證良好接地。單根信號(hào)電纜應(yīng)穿在鋼制電纜管中敷設(shè)，電纜管要保證良好接地。單根信號(hào)電纜應(yīng)穿在鋼制電纜管中敷設(shè)，電纜管要保證良好接地。電纜屏蔽層宜選用銅帶屏蔽或鋁箔屏蔽。屏蔽層接地的原則為一端接地。電纜在電纜溝內(nèi)敷設(shè)時(shí)， 必須嚴(yán)格按一定層次敷設(shè)，自下而上分層排列的順序是：動(dòng)力電纜、控制電纜、信號(hào)電纜（屏蔽電纜）。

3、良好的維護(hù)可以有效減少干擾的產(chǎn)生在DCS系統(tǒng)維護(hù)中，定期對(duì)接地電纜進(jìn)行絕緣測(cè)試，對(duì)信號(hào)電纜屏蔽層進(jìn)行對(duì)地絕緣測(cè)試、防止屏蔽層多點(diǎn)接地。加強(qiáng)對(duì)DCS控制系統(tǒng)室內(nèi)溫度濕度測(cè)試。防止機(jī)柜內(nèi)部出現(xiàn)溫度和化學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生的干擾。另外，定期對(duì)接線端子進(jìn)行緊固，減少由于接線松動(dòng)帶來的熱電勢(shì)干擾。

結(jié)束語

在電廠熱工專業(yè)中，由于變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)往往與調(diào)節(jié)器。二次顯示儀表距離較遠(yuǎn)，信號(hào)傳輸線路較長(zhǎng)，線路中經(jīng)常存在著較強(qiáng)的干擾信號(hào)，嚴(yán)重的甚至影響儀表的正常顯示，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的操作和熱工保護(hù)系統(tǒng)的正常動(dòng)作，危機(jī)安全運(yùn)行。所以，解決熱控儀表的抗干擾問題是非常重要的。