探究自控儀表與DCS的抗干擾措施

高思佳

【摘 要】隨著DCS系統(tǒng)的推出，現(xiàn)已逐漸占據(jù)了過(guò)程控制領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。傳統(tǒng)工藝的儀表是由不同的廠商提供，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量參差不齊，自控儀表的推出解決了現(xiàn)有的一些問(wèn)題，得到了大范圍的推廣。與此同時(shí)，DCS系統(tǒng)以其多種優(yōu)勢(shì)近些年也得到了快速的發(fā)展。對(duì)自控儀表與DCS的抗干擾措施的研究可以確保整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本文將對(duì)DCS進(jìn)行相關(guān)的介紹，提出了自控儀表與DCS的抗干擾措施，希望可以對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步地完善和提升。

【關(guān)鍵詞】自控儀表；DCS抗干擾；解決措施與方法

0 前言

隨著科技的不斷發(fā)展，人們對(duì)控制領(lǐng)域的要求也越來(lái)越高，一些新的技術(shù)也不斷被發(fā)明，自控儀表和DCS也就應(yīng)運(yùn)而生，但是在使用過(guò)程中也會(huì)遇到一系列的問(wèn)題，對(duì)自控儀表與DCS的抗干擾措施的探究有助于對(duì)自控儀表和DCS系統(tǒng)進(jìn)行完善，使其更好地為人們服務(wù)。

1 裝置的基本狀況和DCS概述

1.1 DCS概述

DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫，在國(guó)內(nèi)自控行業(yè)又稱為集散控制系統(tǒng)。它是一種新型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。主要采取的是分散控制、集中操作的方法。這種系統(tǒng)的好處是可靠性高，由于不同的系統(tǒng)承擔(dān)的功能不同，當(dāng)一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，不會(huì)影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行，將損失降到了最低。由于發(fā)生損壞的范圍比較小，所謂維修起來(lái)十分便利?？梢匝杆僬业綋p害的地方進(jìn)行維修。DCS具有開放性、靈活性、協(xié)調(diào)性、控制功能齊全的特點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，DCS主要是由過(guò)程級(jí)、操作級(jí)和管理級(jí)三部分組成。DCS系統(tǒng)是一個(gè)大系統(tǒng)，每一部分單獨(dú)工作又互相聯(lián)系，發(fā)揮著重要的作用。

1.2 裝置運(yùn)行過(guò)程中的主要特點(diǎn)

DCS是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來(lái)的。DCS系統(tǒng)與常規(guī)的模擬儀表和集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相比，具有更為顯著的特點(diǎn)。主要包括系統(tǒng)組分靈活，操作更加方便快捷，控制功能更加完善，安全可靠，可以實(shí)現(xiàn)信息共享這幾方面。DCS的系統(tǒng)構(gòu)成靈活，可以根據(jù)實(shí)際情況加入或者撤去工作站，DCS的反饋系統(tǒng)更加便捷，同時(shí)DCS系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)還比較方便，無(wú)論是多么復(fù)雜的運(yùn)算都可以通過(guò)高精度的微處理器進(jìn)行計(jì)算，在DCS系統(tǒng)中，通過(guò)獲得一定的權(quán)限之后就可以獲得許多自己需要的參數(shù)。

1.3 通訊網(wǎng)絡(luò)在DCS中的價(jià)值和作用

通訊網(wǎng)絡(luò)是連接各種通信設(shè)備，完成統(tǒng)一控制。通訊網(wǎng)絡(luò)在DCS中起著重要的作用。它與一般的網(wǎng)絡(luò)不同，它的響應(yīng)時(shí)間更短，而且對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)。近些年來(lái)通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)都得到了相應(yīng)的發(fā)展和完善，這些都為DCS的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。DCS系統(tǒng)所用的微處理器和微機(jī)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較便宜，加上自動(dòng)控制化理論的不斷完善和發(fā)展，都促進(jìn)了DCS的發(fā)展。

2 自控儀表及DCS抗干擾措施

2.1 設(shè)備自身的抗干擾性能

自控儀表及DCS的抗干擾措施是各個(gè)方面的。其中改善設(shè)備自身的抗干擾性能是最基礎(chǔ)也是最重要的措施之一。由于DCS設(shè)備其內(nèi)部的線路等相對(duì)普通線路都有明顯的改良，這種設(shè)計(jì)使其抗干擾性能也更為顯著，不易受到外界的影響。在DCS設(shè)備及儀表的金屬外殼上都進(jìn)行了一定的完善，設(shè)了電氣保護(hù)PE的接地端子，其次DCS設(shè)備還具有多種抗干擾的設(shè)置，這些就使得DCS設(shè)備在使用過(guò)程中更加地穩(wěn)定。從理論上來(lái)說(shuō)DCS設(shè)備抗干擾性能基本是無(wú)懈可擊的，所有的可能干擾都最小化甚至完全屏蔽，從技術(shù)到措施各個(gè)方面都很完善。

2.2 環(huán)境抗干擾的情況

對(duì)環(huán)境的抗干擾措施實(shí)施是一個(gè)整體的防護(hù)。中控室的建筑材料都是采用混凝土之類的抗干擾性能比較好的材料。地面的用材也選的是抗靜電的水磨石，所處環(huán)境的抗干擾性能對(duì)這個(gè)設(shè)備的運(yùn)行起著重要的作用。中央控制室的外圍有著一圈鋼絲網(wǎng)，目的就是減少外界因素對(duì)DCS系統(tǒng)的干擾。該鋼絲網(wǎng)的設(shè)置對(duì)室內(nèi)高頻對(duì)講機(jī)的影響不大，也就是對(duì)整個(gè)工作過(guò)程中的交流基本沒(méi)有大的影響，但卻對(duì)低頻率的屏蔽效果明顯，達(dá)到了人們想要的結(jié)果。整個(gè)環(huán)境都有著良好的抗干擾性能有利于DCS系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2.3 外線路的抗干擾情況

抗干擾措施主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：抑制干擾源、切斷干擾傳播途徑和提高敏感器件的抗干擾性能。其中提高外線路的抗干擾性能屬于切斷干擾的傳播途徑。外線路的抗干擾情況會(huì)直接影響DCS系統(tǒng)的運(yùn)行，采取相應(yīng)的措施可以增強(qiáng)外線路的抗干擾能力，從根本上解決了高壓工頻強(qiáng)電磁場(chǎng)對(duì)DCS干擾的危害。外線路干擾的抗干擾措施是否到位直接影響著DCS系統(tǒng)的運(yùn)行情況，外線路的數(shù)據(jù)總線采用的是光纖電纜，它在滿足通訊速率的同時(shí)還具有良好的高頻抗干擾性能。

3 安裝過(guò)程中遇到的問(wèn)題及其解決方案

3.1 確保中控室IE系統(tǒng)與PE系統(tǒng)僅一點(diǎn)相連

在安裝的過(guò)程中需要注意的是一定要確保中控室IE系統(tǒng)與PE系統(tǒng)僅一點(diǎn)相連，此外要保證兩個(gè)系統(tǒng)之間的電阻在五歐姆以上，許多工作人員的專業(yè)素養(yǎng)參差不齊，在工作過(guò)程中不注重細(xì)節(jié)，可能就會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)之間的電阻不符合要求。其次，在測(cè)量電阻時(shí)不能結(jié)束后再進(jìn)行測(cè)量，有的測(cè)量人員對(duì)一些操作細(xì)節(jié)不了解或者在測(cè)量的過(guò)程中為了一時(shí)的方便而只進(jìn)行一次測(cè)量，這樣會(huì)影響整體的測(cè)量結(jié)果，對(duì)于相關(guān)知識(shí)的掌握和操作的熟悉可以更好地進(jìn)行安裝。

3.2 解決方法

確保中控室IE系統(tǒng)與PE系統(tǒng)僅一點(diǎn)相連， 這就要求工作人員的專業(yè)素養(yǎng)必須達(dá)到一定的等級(jí)，在工作過(guò)程中要全程認(rèn)真仔細(xì)。要對(duì)整個(gè)連接方法熟悉掌握，然后根據(jù)相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行操作。首先要將中控室內(nèi)IE接地母線上的所有現(xiàn)場(chǎng)儀表電纜全部脫開，對(duì)于中控室內(nèi)IE接地系統(tǒng)與PE系統(tǒng)之間的阻電阻也有一定的要求，一般來(lái)說(shuō)中控室內(nèi)IE接地系統(tǒng)與PE系統(tǒng)之間的電阻應(yīng)該能在五歐姆以上。如果電阻小于五歐姆的話要采用相對(duì)應(yīng)的措施。在此之后要將現(xiàn)場(chǎng)儀表電纜屏蔽線逐根接至中控室內(nèi)IE接地母排，在接的時(shí)候需要注意的是每接一根線就要進(jìn)行測(cè)量一次，一定要保證電阻在合格的范圍內(nèi)。

3.3 指示值出現(xiàn)異常波動(dòng)

指示值出現(xiàn)異常波動(dòng)也是目前的常見問(wèn)題之一。整個(gè)安裝施工過(guò)程雖然看起來(lái)簡(jiǎn)單，但卻存在許多需要注意的地方。在整個(gè)安裝過(guò)程中，工作人員要注意指示值的變化，了解正常范圍。掌握常見的出現(xiàn)指示值異常的情況，當(dāng)指示值出現(xiàn)異常波動(dòng)的時(shí)候要及時(shí)地采取措施，防止影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。

3.4 解決方法

工作人員要知道指示值的正常值，這樣才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)指示值的異常波動(dòng)。工作人員要實(shí)時(shí)關(guān)注指示值，當(dāng)出現(xiàn)DCS系統(tǒng)指示值的異常波動(dòng)時(shí)，一定要對(duì)及時(shí)進(jìn)行檢查，首先要觀察控制站卡件指示等顯示是否有異常情況，其次要進(jìn)入監(jiān)控“故障診斷”進(jìn)行詳細(xì)檢查，盡量在短時(shí)間內(nèi)查明引起異常波動(dòng)的原因，然后根據(jù)不同的原因采取相對(duì)應(yīng)的解決措施，這樣可以及時(shí)地對(duì)故障進(jìn)行維修，保證指示值恢復(fù)到正常范圍內(nèi)，對(duì)此類問(wèn)題進(jìn)行記錄，防止類似問(wèn)題的再一次出現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

二十世紀(jì)七十年代中期開始了DCS系統(tǒng)相應(yīng)的的研究，DCS系統(tǒng)有關(guān)的技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展。DCS系統(tǒng)可以說(shuō)是一個(gè)集成化的信息系統(tǒng)，現(xiàn)在的DCS在前幾代的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)多次的改良和完善，滿足市場(chǎng)的多種需求，具有多種特性，具有較高的擴(kuò)展性和靈活性，運(yùn)用了許多先進(jìn)的技術(shù)，具有動(dòng)態(tài)流程畫面，是科技上的一大進(jìn)步。它打破了常規(guī)儀表的局限性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工藝生產(chǎn)全程的集中監(jiān)視、控制和管理。本文提出了自控儀表及DCS的一些抗干擾措施，有利于更好地發(fā)揮DCS系統(tǒng)的作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]謝冠峰.SPI軟件在自控儀表設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化與儀表，2012，05：10-12+20.

[2]賈宇.淺析化工項(xiàng)目自控儀表的施工要點(diǎn)[J].化工管理，2015，17：86-87.endprint