【摘?要】垃圾焚燒發(fā)電廠控制系統(tǒng)普遍采用分布式集散控制系統(tǒng)（DCS），在生產(chǎn)實(shí)踐過程中信號(hào)干擾現(xiàn)象是影響DCS系統(tǒng)正常工作的一個(gè)首要因素，特別是垃圾的氣體腐蝕性問題嚴(yán)重干擾了信號(hào)的傳輸，文章針對(duì)儀控測(cè)量信號(hào)干擾源進(jìn)行了解析，并提出了測(cè)量信號(hào)避免干擾的舉措。基于此，本文首先簡(jiǎn)要分析了儀控干擾信號(hào)的來(lái)源，隨后分析了抑制干擾的措施中應(yīng)注意的問題，以此供相關(guān)人士交流參考。

【關(guān)鍵詞】干擾信號(hào);接地方式;氣體腐蝕

引言

現(xiàn)代工廠自動(dòng)化程度要求越來(lái)越高，其對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量信號(hào)的準(zhǔn)確性，快速性和穩(wěn)定性的要求也越高，如何避免信號(hào)干擾也就擺在了儀控人員的面前。

儀控測(cè)量信號(hào)大都是弱電信號(hào)，主要有AI、AO、DI、DO、PI等，又分為mA、mV、電阻、脈沖等弱電信號(hào)，儀控信號(hào)主要把各種不同的物理、化學(xué)、電學(xué)等變化量進(jìn)行轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量顯示不同狀態(tài)的數(shù)值，信號(hào)被干擾會(huì)導(dǎo)致測(cè)量數(shù)值發(fā)生畸變、晃動(dòng)，乃至消失，使DCS操縱系統(tǒng)采集的運(yùn)行工況參數(shù)失真而嚴(yán)重影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。

一、熱控干擾信號(hào)的來(lái)源

常見的干擾信號(hào)的來(lái)源分別有：①信號(hào)電纜和動(dòng)力電纜間距太近，電磁干擾嚴(yán)重。②信號(hào)電纜和動(dòng)力電纜未分層敷設(shè)，積聚電荷的干擾。③信號(hào)電纜鄰近有大功率用電器如電焊機(jī)、大功率變頻器，渦流電流的干擾。④信號(hào)電纜、電纜橋架接地欠好或信號(hào)電纜屏障線接法錯(cuò)誤，導(dǎo)致屏蔽不好。⑤控制柜及柜內(nèi)接線方式錯(cuò)誤。⑥信號(hào)電纜鄰近有無(wú)線通訊設(shè)備的高頻干擾等。以上情況均會(huì)在信號(hào)回路中產(chǎn)生干擾電勢(shì)，對(duì)于DCS系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)類型的干擾。

（一）控制機(jī)柜內(nèi)部的干擾

機(jī)柜內(nèi)部的干擾首要來(lái)源于機(jī)柜內(nèi)部的不同功能的元器件，特別是大功率元器件電流大幅波動(dòng)引起的磁場(chǎng)變化干擾，完善接地系統(tǒng)良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害?？刂葡到y(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等，接地可以保證安全，同時(shí)可以抑制干擾，完善的接地系統(tǒng)是控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。電源線、外回路供電信號(hào)線產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)就會(huì)對(duì)模擬量信號(hào)線產(chǎn)生干擾。同時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)由于接線不良產(chǎn)生的熱電勢(shì)或由金屬腐蝕釀成的化學(xué)電勢(shì)，這些電勢(shì)在處于信號(hào)回路中時(shí)也會(huì)成為干擾信號(hào)。

（二）信號(hào)線引入系統(tǒng)的干擾

信號(hào)線將當(dāng)場(chǎng)信號(hào)輸入到限制機(jī)柜，其經(jīng)過的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境異常復(fù)雜，極易產(chǎn)生干擾。信號(hào)線屏障處理不當(dāng)會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的干擾：比如，本人所處的垃圾焚燒發(fā)電廠內(nèi)發(fā)生過大功率變頻器對(duì)視頻信號(hào)的影響，當(dāng)變頻器工作時(shí)，視頻全是雪花狀，根本無(wú)法看清視頻。后來(lái)為抑制變頻器的干擾采取了以下幾種方式，加隔離變壓器，主要是針對(duì)來(lái)自電源的傳導(dǎo)干擾，可以將絕大部分的傳導(dǎo)干擾阻隔在隔離變壓器之前。使用濾波器，濾波器具有較強(qiáng)的抗干擾能力，還具有防止將設(shè)備本身的干擾傳導(dǎo)給電源，使用輸出電抗器，在變頻器到電動(dòng)機(jī)之間增加交流電抗器主要是減少變頻器輸出在能量傳輸過程中線路產(chǎn)生電磁輻射，影響其它設(shè)備正常工作。

二、抑制干擾的措施

生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)要充分考慮干擾來(lái)源，采取必要的措施來(lái)抑制干擾的影響，主要通過以下幾個(gè)方面：

（一）完善系統(tǒng)接地，選擇正確的系統(tǒng)接地方式

電纜屏蔽層只一點(diǎn)接地，有時(shí)施工人員沒有引起重視，現(xiàn)場(chǎng)端和控制柜端均進(jìn)行了接地，就造成電纜屏蔽層兩端A、B都接地，存在電位差，有電流流過屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí)，地線電流將更大。此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場(chǎng)的作用下，屏蔽層內(nèi)又會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號(hào)回路。

DCS控制器為了與所控的各個(gè)設(shè)備同電位而接地叫系統(tǒng)接地，接地電阻值不得大于2Ω，通常將設(shè)備系統(tǒng)地和控制柜內(nèi)開關(guān)電源負(fù)端接在一起，作為控制系統(tǒng)地。

保護(hù)地和信號(hào)地（邏輯地、屏障地等），主要為排斥電子噪聲干擾，為整個(gè)控制系統(tǒng)提供一個(gè)公共信號(hào)參考點(diǎn)（即參考零電位），若系統(tǒng)地與其它接地混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響DCS內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。DCS工作的邏輯電壓一般為24V，搞干擾能力低，在絕緣不良的情況下，交流電對(duì)DCS控制信號(hào)的干擾更嚴(yán)重，邏輯地電位的分布干擾，容易影響DCS的邏輯運(yùn)算或造成死機(jī)，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量精度下降。

信號(hào)與屏蔽接地一般要求信號(hào)線必須要有參考地，屏蔽電纜遇到有可能產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾的場(chǎng)合，也要在就地或者控制室接地，防止形成“地環(huán)路”。信號(hào)源接地時(shí)，屏蔽層應(yīng)在信號(hào)側(cè)接地;不接地時(shí)，應(yīng)在DCS側(cè)接地;信號(hào)線中間有接頭時(shí)，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理，一定要避免多點(diǎn)接地;多個(gè)測(cè)點(diǎn)信號(hào)的屏蔽雙絞線與多芯對(duì)絞總屏蔽電纜連接時(shí)，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理，選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)儀表端屏蔽線經(jīng)常發(fā)現(xiàn)未進(jìn)行包扎，很容易與機(jī)殼接觸造成兩端接地。

（二）根據(jù)不同信號(hào)選擇專用電纜和規(guī)范的施工可有效減少干擾

對(duì)于不同的信號(hào)要選用各自的電纜進(jìn)行傳輸。DCS系統(tǒng)中開關(guān)量信號(hào)的傳輸信號(hào)理論上不用障蔽電纜，但是不能用同一根電纜的不同芯線同時(shí)傳輸動(dòng)力電源和信號(hào)。

對(duì)于模擬量信號(hào)電纜必須使用控制電纜。這種電纜的信號(hào)導(dǎo)線是雙絞線，一是能夠大大減少信號(hào)回路包圍的面積，二是兩根信號(hào)線到干擾源的距離大概相等，導(dǎo)線散布電容也基本相等，減少了感應(yīng)耦合進(jìn)入信號(hào)回路的差模干擾。

三、結(jié)束語(yǔ)

機(jī)組正常運(yùn)行中，當(dāng)干擾信號(hào)小于系統(tǒng)所能接受的值時(shí)，控制系統(tǒng)才能安全穩(wěn)定運(yùn)行，反之，當(dāng)干擾信號(hào)大于系統(tǒng)所能承受的值時(shí)，相關(guān)干擾信號(hào)開始波動(dòng)，系統(tǒng)不穩(wěn)定。綜上所述，雖然信號(hào)干擾是個(gè)復(fù)雜的問題，但只需遵循規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真剖析和查找，儀控信號(hào)的干擾問題必定會(huì)有所改善。

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作者簡(jiǎn)介：

江斌?單位名稱：重慶豐盛三峰環(huán)保發(fā)電有限公司?省市：重慶市 郵編：401356，出生年月：1970 年 7 月 性別：男 民族：漢 籍貫：重慶南川，學(xué)歷：大學(xué)?？?職稱：工程師 研究方向：熱工儀表。

（作者單位：重慶豐盛三峰環(huán)保發(fā)電有限公司）