姜大寶

(天津中材裝備集團(tuán)有限公司 300400)

水泥廠自動(dòng)控制系統(tǒng)干擾的產(chǎn)生及解決措施

姜大寶

(天津中材裝備集團(tuán)有限公司 300400)

在水泥廠中，自動(dòng)控制系統(tǒng)的是否正常運(yùn)行直接關(guān)乎企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，我們或多或少的會(huì)存在著諸多的干擾因素導(dǎo)致自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)生故障，這樣將不利于企業(yè)生產(chǎn)效率的提高，本文通過(guò)研究如何減少或者是抑制自動(dòng)控制系統(tǒng)的產(chǎn)生，并就解決這些干擾因素的方法提出了具體的相應(yīng)措施，從而保證企業(yè)的正常生產(chǎn)。

自動(dòng)控制系統(tǒng) 智能化 抗干擾 變頻器

引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水泥工業(yè)不斷的呈現(xiàn)規(guī)?；椭悄芑l(fā)展趨勢(shì)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)有的生產(chǎn)發(fā)展要求，智能化的自動(dòng)控制系統(tǒng)、變頻器等電子設(shè)備在水泥廠中得以應(yīng)用，在提高企業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)，還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，系統(tǒng)的可靠性、安全性以及實(shí)用性是自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要表現(xiàn)，而系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中也存在著諸多的干擾因素，這樣會(huì)影響系統(tǒng)的正常使用，不利于企業(yè)的正常生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，所以，需要對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的干擾因素進(jìn)行排查，提出具體的針對(duì)措施，從而確保水泥廠能夠正常的運(yùn)營(yíng)。

一、水泥廠自動(dòng)控制系統(tǒng)干擾的產(chǎn)生

干擾水泥廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)的因素有很多，生產(chǎn)干擾是因?yàn)榇嬖谥蓴_源，在自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝以及調(diào)試過(guò)程中都會(huì)成為系統(tǒng)的干擾原因，本文將干擾因素分為內(nèi)部干擾和外部干擾，內(nèi)部干擾主要是指系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備或者電子線路存在的一些問(wèn)題，這種問(wèn)題通常需要設(shè)計(jì)人員來(lái)解決，對(duì)于外部干擾有很多，通常采用檢測(cè)對(duì)象以及信號(hào)傳輸線路來(lái)進(jìn)入儀表，具體的可以分為電容藕合引入的干擾、供電線路引入的干擾、電阻藕合引入的干擾、電感藕合引入的干擾、胺地系統(tǒng)不合理引起的干擾、度頻器的諧波產(chǎn)生的干擾以及電纜敷設(shè)不規(guī)范引起的干擾。

二、水泥廠自動(dòng)控制系統(tǒng)抗干擾的具體解決措施

針對(duì)上面存在的諸多問(wèn)題，我們需要根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試等各個(gè)發(fā)環(huán)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)的抗干擾措施，具體如下：

1、設(shè)計(jì)方案

（1）信號(hào)線采用屏蔽線

水泥廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)有很多模擬信號(hào)，這些模擬量信號(hào)都是使用銅網(wǎng)編織屏蔽信號(hào)電纜，而且備用線和屏蔽層全部保證很好的單點(diǎn)接地，通過(guò)這種措施可以很好的避免電容藕合產(chǎn)生的干擾。這種方案的具體原理圖如下所示：

圖1 導(dǎo)線加屏蔽層后電容藕合干擾的抑制

由圖1我們知道，干擾源從導(dǎo)線1進(jìn)入，導(dǎo)線1對(duì)地電壓為e1，導(dǎo)線2加上屏蔽層，它和屏蔽層之間的分布電容為C2s，而屏蔽層和地及導(dǎo)線1之間的分布電容依次是C2G、C1S，屏蔽層上的干擾電壓ec為：

ec=e1

由于C2S的存在，導(dǎo)線2上的干擾電壓值也是ec，把屏蔽層接地，那么ec=0，導(dǎo)線7上的干擾電壓得到抑制。

（2）供電電源使用獨(dú)立回路加UPS

我們都知道，對(duì)于生產(chǎn)中所使用的電源諧波有著嚴(yán)重的污染，所以自動(dòng)控制系統(tǒng)的電源應(yīng)該使用獨(dú)立的供電回路，在DCS的電源上加UPS，此外，在UPS的輸入/輸出端加上隔離變壓器可以很好的避免供電電源產(chǎn)生的干擾。

（3）在應(yīng)用軟件中加軟件抗干擾措施

例如：使用數(shù)字濾波程序、設(shè)置軟件“陷阱”等軟件抗干擾措施，用軟阻尼的方式濾掉干擾和雜散信號(hào)，從而有效的實(shí)現(xiàn)軟件抗干擾的作用。

（4）在信號(hào)傳輸過(guò)程中，盡可能使用總線通訊方式，通過(guò)光纖電纜可以很好的避免干擾信號(hào)。

（5）在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，使用屏蔽電纜作為變頻電機(jī)的電纜，這樣能夠有效的防止變頻器帶來(lái)的干擾，從而避免其干擾控制信號(hào)。

（6）在選擇變頻設(shè)備時(shí)，盡量選擇諧波含量要低一些的。

2、安裝階段

（1）合理布線

做好安裝階段的合理布線是水泥廠自動(dòng)控制系統(tǒng)抗干擾的重要措施。在安裝過(guò)程中，應(yīng)該做好電纜的合理配線、布線和可靠絕緣，電纜的合理配線、布線可以有效的將信號(hào)線和干擾源分開(kāi)，將信號(hào)線和動(dòng)力線分層敷設(shè)，并且保持一定的距離，做到垂直交叉敷設(shè)；可靠絕緣可以避免導(dǎo)線間發(fā)生漏電流，從而有效的實(shí)現(xiàn)抗干擾的措施。

（2）規(guī)范接地系統(tǒng)

在水泥廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝施工階段，規(guī)范接地系統(tǒng)也是至關(guān)重要的，相關(guān)的施工人員應(yīng)該嚴(yán)格的根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行接地，并且在匯流板匯集后只能使用絕緣電纜接到地極上，這樣才能合理可靠的抑制抗干擾源。對(duì)于保護(hù)管、電纜橋架等一定要保證安裝緊固，而且和接地有很好的電氣連接。

3、調(diào)試階段

水泥廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)從設(shè)計(jì)方案到現(xiàn)場(chǎng)安裝各環(huán)節(jié)都采取相應(yīng)抗干擾措施是全廠自動(dòng)控制系統(tǒng)能正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。在實(shí)踐中，還會(huì)遇到這樣或那樣不可遇見(jiàn)的干擾問(wèn)題。所以調(diào)試時(shí)還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行合理的分析。本文以所在的水泥廠現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中出現(xiàn)的干擾問(wèn)題為例進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析說(shuō)明。

所在的水泥廠自動(dòng)控制系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到安裝都嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)的要求采用相應(yīng)的抗干擾措施，抗干擾性能良好。不過(guò)在調(diào)試過(guò)程中也存在著較為嚴(yán)重的干擾，具體如下：

（1）調(diào)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)石灰石破碎機(jī)自帶的位置變送器穩(wěn)定性較差，信號(hào)不太穩(wěn)定，經(jīng)常發(fā)生誤報(bào)警的現(xiàn)象，有時(shí)候還會(huì)誤停破碎機(jī)。經(jīng)多方檢查、分析追蹤才確定是設(shè)備本身抗干擾性能差，更換后產(chǎn)品后信號(hào)穩(wěn)定。

（2）隔離和元器件的選型

所在項(xiàng)目在調(diào)試過(guò)程中，速度開(kāi)關(guān)等設(shè)備，產(chǎn)生了大量干擾，導(dǎo)致設(shè)備沒(méi)有辦法按要求停止，經(jīng)大量的實(shí)驗(yàn)和分析，確定是因線路較長(zhǎng)所導(dǎo)致的，可以通過(guò)增加小型接觸器來(lái)對(duì)干擾進(jìn)行隔離，從而決絕相應(yīng)的干擾問(wèn)題。

三、結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，導(dǎo)致水泥廠自動(dòng)控制系統(tǒng)生產(chǎn)干擾的因素有很多，需要結(jié)合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、軟硬件等方面結(jié)合考慮，具體分析所產(chǎn)生干擾因素的原因，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)解決方案，使得自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行，當(dāng)然，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要考慮到系統(tǒng)的抗干擾能力，盡可能的避免在日常操作中出現(xiàn)干擾問(wèn)題，在遇到這些干擾問(wèn)題后，我們也應(yīng)該找出具體的干擾源，對(duì)具體的原因進(jìn)行分析，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、硬件抗干擾措施上來(lái)給予解決，輔之軟件抗干擾的一些措施，這樣一定會(huì)有很好的效果。

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1007-6344（2015）12-0008-01