康瑞庭，樂鷹

（華電電力科學(xué)研究院東北分院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020）

熱工控制儀表增強(qiáng)抗干擾能力淺析

康瑞庭，樂鷹

（華電電力科學(xué)研究院東北分院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020）

隨著自動(dòng)化以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷的普及，進(jìn)一步提高了設(shè)備運(yùn)用的精準(zhǔn)度。在熱工控制方面，受到儀表系統(tǒng)的制約，以及工作環(huán)境的要求，從而制約著儀表的正常使用，從而導(dǎo)致其正常的作用得不到有效的發(fā)揮。

熱工控制儀表；抗干擾能力；措施

伴隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，DCS的應(yīng)用十分的廣泛，同時(shí)在發(fā)電廠控制系統(tǒng)中的運(yùn)用也更加的突出。熱工測控系統(tǒng)的可靠性將直接對(duì)發(fā)電廠的安全生產(chǎn)以及經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生影響。因此，系統(tǒng)的抗干擾的能力對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的可靠性運(yùn)行都有關(guān)鍵性的影響。為了確保熱工控制系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行，防止和消除干擾是一個(gè)不容忽視的環(huán)節(jié)。

1 熱工控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成

1.1 DCS系統(tǒng)

DCS系統(tǒng)融合了系統(tǒng)控制技術(shù)、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。

1.2 煙氣脫硫系統(tǒng)

煙氣脫硫系統(tǒng)包括PLC和FGD_DCS,通過電腦鍵盤對(duì)煙氣脫硫系統(tǒng)各設(shè)備的開啟和關(guān)閉進(jìn)行控制,同時(shí)檢測和監(jiān)控各設(shè)備的運(yùn)行情況。

1.3 輔助系統(tǒng)集中控制網(wǎng)絡(luò)

輔助系統(tǒng)集中控制網(wǎng)絡(luò)采用交換機(jī)、控制器、入機(jī)接口的連接方式，并結(jié)合煤點(diǎn)、塵點(diǎn)、水點(diǎn)的位置來設(shè)置調(diào)節(jié)終端，滿足初期過渡階段和安裝、調(diào)試的需求。

2 熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用中存在的干擾源種類

2.1 供電電源干擾

熱工控制系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，其環(huán)境相對(duì)繁雜，極易受到周圍磁場的干擾。尤其是周邊不但具有非常龐大的磁場，同時(shí)設(shè)置交直流傳動(dòng)裝置。受到以上因素的影響造成其出現(xiàn)失靈的狀況，特別是交直流傳動(dòng)裝置會(huì)出現(xiàn)諧波，導(dǎo)致電力設(shè)備故障，更甚停止運(yùn)行，直接制約著生產(chǎn)以及運(yùn)行的正常開展。因此，為了有效的解決此問題，大部分的企業(yè)均會(huì)在供電電源的周邊設(shè)置隔離裝置，以此防止諧波的干擾，但是效果甚微。

2.2 熱工控制系統(tǒng)的內(nèi)部干擾

熱工控制系統(tǒng)內(nèi)部電路繁瑣，受到電路差異性導(dǎo)致其間產(chǎn)生電流以及輻射的干擾。按照邏輯電路進(jìn)行劃分，能夠?qū)?nèi)部信號(hào)劃分為2種干擾形式，即同頻干擾和臨頻干擾。二者相對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，臨頻干擾對(duì)于信號(hào)的傳輸造成干擾，造成接收的過程中，非目標(biāo)信號(hào)增多，制約了信號(hào)接受的效率。

2.3 接地系統(tǒng)

大部分的干擾出現(xiàn)，究其原因能夠發(fā)現(xiàn)主要來自接地系統(tǒng)的不科學(xué)性的引入，進(jìn)而導(dǎo)致干擾的發(fā)生，在此過程中，如果接地電阻過大時(shí)，并且多點(diǎn)接地亦或是接地線斷裂等狀況，則會(huì)導(dǎo)致信號(hào)數(shù)據(jù)失真亦或發(fā)生DCS死機(jī)的狀況。

2.4 信號(hào)的干擾

（1）熱工控制系統(tǒng)通常狀況下應(yīng)用在存在干擾的環(huán)境當(dāng)中，在此過程中受到來自附近的干擾，特別是同頻信號(hào)，制約著設(shè)備的正常的運(yùn)用。所以，在其正常使用的過程中，出現(xiàn)同頻信號(hào)的干擾，將會(huì)制約其正常的接收。

（2）由于信號(hào)線的絕緣材料產(chǎn)生了老化，就會(huì)導(dǎo)致漏電現(xiàn)象的出現(xiàn)，這樣一來就影響到了其他的信號(hào)。

目前，較多設(shè)備的接地以及電纜的屏蔽線都做得十分可靠，這就使得抗干擾能力得到了較大程度上的提高。但如果是在強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境之下，干擾電壓或者是干擾電流將會(huì)發(fā)生巨大的變化。對(duì)于屏蔽層來說，如果不接地，或者是多處接地，那么就不能夠真正的對(duì)弱電正常的傳輸起到有利的保護(hù)作用。同時(shí)，由于交變電力對(duì)靜電場有著較強(qiáng)的擊穿能力，就會(huì)使得弱電導(dǎo)體受到嚴(yán)重的干擾。所以，我們需要運(yùn)用有效的屏蔽方式，才能夠真正有效的將屏蔽層的一端或者是多端進(jìn)行良好的接地，如圖1所示。

圖1 干擾信號(hào)示意圖

3 消除干擾的步驟方法

3.1 確認(rèn)干擾源或確認(rèn)干擾性質(zhì)

干擾的出現(xiàn)則會(huì)對(duì)周邊信號(hào)產(chǎn)生影響，通過分析可知，其與周邊電磁環(huán)境、大型設(shè)備運(yùn)營狀況存在著一定的聯(lián)系。若出現(xiàn)不關(guān)聯(lián)，則需單獨(dú)對(duì)信息線纜完成檢測，從而完成合理的判斷，對(duì)信號(hào)線纜對(duì)地、線間交直流電壓進(jìn)行檢測看其是否出現(xiàn)異常。如果發(fā)現(xiàn)存在狀況，則說明其屬于強(qiáng)干擾。一般狀況下，均是因動(dòng)力電纜的強(qiáng)交變磁場。若沒有異常，則可能是回路竄入了高次諧波信號(hào)，所以，通過普通的萬用表不能進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測。通過信號(hào)線逐路接入的手段能夠?qū)Ω蓴_的實(shí)際引入點(diǎn)完成判斷。

3.2 采用信號(hào)隔離裝置

若可以精準(zhǔn)的對(duì)實(shí)際引入點(diǎn)完成確認(rèn)，并且干擾影響并不大的狀況下，則能夠通過信號(hào)隔離裝置對(duì)干擾進(jìn)一步的降低。而若干擾面相對(duì)比較大的話，則必需在把控系統(tǒng)合格的前提下，對(duì)存在的問題進(jìn)行查找并給予有效的解決，從而進(jìn)一步消除干擾。

3.3 采用接地電容或?yàn)V波電容

共模轉(zhuǎn)串模所導(dǎo)致的干擾的出現(xiàn)，如果利用線纜，則必須通過電容接地手段，更好的將干擾進(jìn)行消除。如果電磁感應(yīng)產(chǎn)生串模干擾，則需通過在信號(hào)回路中加濾波電容的手段完成有效的解決。在部分電廠內(nèi)部，因電磁干擾源，大部分的頻率處于工頻或是其他的倍頻，并且頻率非常的低。所以，必須有效的把控電容容量，將其范疇把控在22～220μF之內(nèi)。

4 熱工控制系統(tǒng)的抗干擾措施

4.1 物理隔離技術(shù)

此技術(shù)是熱工控制系統(tǒng)當(dāng)中最為基礎(chǔ)的。主要原理是對(duì)干擾信號(hào)通過物理手段進(jìn)行隔離以及阻斷，最大限度的降低信號(hào)干擾，從而有效的提升其整體穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上，還能夠?qū)?dǎo)向的電阻值進(jìn)行進(jìn)一步的提升，能夠更好的提升漏電阻的絕緣性能，防止干擾的產(chǎn)生，增強(qiáng)熱工控制系統(tǒng)的抗干擾水平。

4.2 屏蔽干擾技術(shù)

此技術(shù)的運(yùn)用主要是利用金屬作為導(dǎo)體從而將其關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行封閉，主要包含導(dǎo)線、重要元器件以及電路等，從而構(gòu)成有效的屏蔽性，將干擾源進(jìn)行封閉，從而達(dá)到抗干擾的目的。由于其自身操作簡單，此方法運(yùn)用效果比較好，與此同時(shí)，其也具備一定的弊端，例如成本高，所以使用的過程中必需進(jìn)行全面的考慮。

4.3 平衡抑制技術(shù)

在抗干擾技術(shù)當(dāng)中最常用的方法就是平衡抑制技術(shù)。在使用此技術(shù)的過程中，通常是將相同信號(hào)的導(dǎo)線選擇兩根，以提升抗干擾的能力，因此，在信號(hào)傳輸?shù)倪^程中，能夠利用雙絞線來完成操作，從而達(dá)到消除外磁場干擾信號(hào)的作用，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.4 預(yù)防干擾故障

熱工控制系統(tǒng)受到信號(hào)的干擾而達(dá)到一定的程度時(shí)，則會(huì)構(gòu)成干擾故障的發(fā)生，從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益的巨大損失，所以，對(duì)其完成高效的預(yù)防是非常關(guān)鍵的。熱工控制系統(tǒng)在接地的過程中，必需高度重視接地電位分布的平均性，如果分布不均則會(huì)導(dǎo)致電勢差的出現(xiàn)，同時(shí)在導(dǎo)線中構(gòu)成循環(huán)電流，進(jìn)而進(jìn)一步制約了熱工控制系統(tǒng)的穩(wěn)固性。因此，為了防止此類干擾的出現(xiàn)，相關(guān)人員必需利用檢測設(shè)備保證接地點(diǎn)達(dá)到懸空狀態(tài)。作為防止接地干擾出現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)，只有保障其接地點(diǎn)的質(zhì)量，才能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)固運(yùn)行。

5 抗干擾技術(shù)在實(shí)際案例中的應(yīng)用

以某電廠為例，在運(yùn)行的過程中，出現(xiàn)了循環(huán)水泵不明原因跳閘的狀況，為了查明導(dǎo)致的原因，工作人員對(duì)以下環(huán)節(jié)進(jìn)行了檢測，主要包含現(xiàn)場儀表、DCS控制系統(tǒng)及通道卡件等部分。在此過程中，利用了屏蔽信號(hào)干擾的技術(shù)，有效的將干擾源進(jìn)行了阻隔。通過對(duì)信號(hào)的模擬將電容濾波回路進(jìn)一步的加大，找出了干擾循環(huán)水泵的信號(hào)，將以上問題得到了解決，恢復(fù)了電廠的正常運(yùn)行。

6 結(jié)語

綜上所述，為了有效的提升熱工控制系統(tǒng)當(dāng)中的運(yùn)用的效率，必須進(jìn)一步提升抗干擾技術(shù)水平。最大限度的降低信號(hào)以及供電電壓所帶來的干擾，保證熱工控制儀表能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。

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