冶金自動控制系統(tǒng)抗干擾解決方案

尹萬聰

（贊比亞謙比希銅冶煉有限公司）

當(dāng)前，隨著科技的不斷發(fā)展，自控系統(tǒng)發(fā)展的種類也在日益增多，這也致使在自控系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的干擾源增多。同時，在自控系統(tǒng)中存在的接地形式也在增多，例如數(shù)字地、信號地和屏蔽地等，這些接地方式的不同也會使自控系統(tǒng)的抗干擾能力表現(xiàn)的不同，所以，掌握和分析自控系統(tǒng)接地問題，可以有效的提高自控系統(tǒng)的抗干擾能力[1]。

1 自控系統(tǒng)接地分類及作用

接地系統(tǒng)是由接地聯(lián)結(jié)和接地裝置組成。自控系統(tǒng)采用接地聯(lián)結(jié)采用分類匯總，然后與總的接地板進行連接。自控系統(tǒng)信號多位低頻信號，所以在接地時采用單點接地，信號回路中要盡量少的避免出現(xiàn)接地回路，防止干擾。當(dāng)前在電氣設(shè)備中采用的接地系統(tǒng)有多種，這些接地系統(tǒng)針對不同的工作環(huán)境，為電氣設(shè)備提供不同的接地方法[2]。

（1）TN-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)在直接進行接地時，電器設(shè)備外露可導(dǎo)電部分通過零線接地的接零保護系統(tǒng)。其中N是工作零線，PE是其專用的保護接地線，電器設(shè)備外露的可導(dǎo)電部分連接到PE上。TN-S系統(tǒng)是一個由PE線和三相四線相結(jié)合的接地系統(tǒng)。若采用這個系統(tǒng)，就要使用獨立的變配電所。TN-S系統(tǒng)分別將工作零線N和專用的保護接地線PE分開使用的供電系統(tǒng)，這其中專用保護接地線PE是不帶電的，且沒有電壓，而工作零線N是帶電的，有一定的不平衡電流，工作零線只是用來單相照明負(fù)載回路的，這就使得這個系統(tǒng)較為可靠和安全。在工業(yè)或民用等低壓供電的電氣設(shè)備，例如計算機等，如果沒有什么比較要求的話，都可以用TN-S這個接地系統(tǒng)。

（2）TN-C-S系統(tǒng)。TN-C-S這個系統(tǒng)主要用在建筑施工等需要零時供電的場合，這個系統(tǒng)包含了兩個接地系統(tǒng)，分別是TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)，前半部分使用TN-C系統(tǒng)供電，后半部分使用TN-S系統(tǒng)供電，分界面是PE線以及N線的連接點，并且在進戶時負(fù)載不平衡電流要較小，PE線需要重復(fù)的進行接地，PE線除了在總箱和N線相接之外，其他的分箱N線和PE線都不相連。在這個系統(tǒng)中帶電的是中性線N，而PE則沒有電。TN-C-S接地系統(tǒng)的安全性比較高，在實踐中運用效果也較好，只要使用接地引線，都能夠在接地體中引出去。

（3）工作接地。工作接地的主要作用便是防止信號干擾，保證自控系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、準(zhǔn)確的運行，讓地面為電路提供基準(zhǔn)信號參考點位，它又包括有機器邏輯地、屏蔽接地和本質(zhì)安全接地。

2 自控系統(tǒng)干擾來源

（1）空間輻射所帶來的干擾。一些高頻感應(yīng)加熱設(shè)備會產(chǎn)生空間輻射電磁場，例如電力網(wǎng)絡(luò)、無線電、電器設(shè)備等，這類輻射干擾的成分較為復(fù)雜其分布較廣。根據(jù)對自控系統(tǒng)儀表控制系統(tǒng)的影響分為兩類，第一種是對儀表內(nèi)部進行輻射干擾，通過電路感應(yīng)導(dǎo)致干擾出現(xiàn)，這會使自控系統(tǒng)中的很多電子回路工作發(fā)生問題，并且這種干擾影響的面積較大，此外，還會給通信線路和外圍設(shè)備造成一定的影響。第二種是外部磁場產(chǎn)生干擾，這會是外部感應(yīng)的測量信號出現(xiàn)問題，倘若感應(yīng)的信號較弱的話，外部干擾的效果還會更加明顯?？臻g輻射干擾所產(chǎn)生的原因與自控系統(tǒng)設(shè)備所在現(xiàn)場的布置和環(huán)境都有著一定的關(guān)系，其所在的場地的布置和設(shè)備的電磁場和頻率都會直接產(chǎn)生干擾。

（2）電源產(chǎn)生的干擾。在給自控系統(tǒng)進行供電時，供電的方式采用的是電網(wǎng)供電，但是電網(wǎng)所涉及的范圍較廣，所以在這個過程中會受到空間電磁的干擾，最后使得電網(wǎng)線路上出現(xiàn)感應(yīng)電壓。此外，如果電源內(nèi)部出現(xiàn)開關(guān)操作浪涌等情況導(dǎo)致的諧波以及電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等等，都會使電源對自控系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。

（3）信號線產(chǎn)生的干擾。自控系統(tǒng)的核心便是計算機，在自控系統(tǒng)中有著大量的信號傳輸線與核心電腦相連，這些傳輸線的種類較多，所涉及到的信號也很多，這就會使外部的干擾信號也會隨傳輸線傳輸進來，最后給自控系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。例如信號線受到空間電磁輻射感應(yīng)然后造成的干擾，信號線所帶入的干擾信號會使正常的信號工作受到影響，并且會導(dǎo)致控制精度下降，有時可能還會致使元器件出現(xiàn)損傷。

（4）接地問題導(dǎo)致干擾出現(xiàn)。電子設(shè)備的接地問題是保證系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵，要想提高電子設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定性和兼容性，就必須對接地問題予以重視，重視接地問題才能使接地工作更好的進行下去。如果電子設(shè)備的接地是錯誤，那么不但不會抑制干擾問題，反而會將干擾信號引進來，最終導(dǎo)致系統(tǒng)的正常工作被打亂，給系統(tǒng)的正常工作造成嚴(yán)重的干擾。

3 安裝接地系統(tǒng)時注意的問題

（1）設(shè)備和自控系統(tǒng)之間的接口。在自控系統(tǒng)的使用中，一定要在安裝過程中就將各項細(xì)節(jié)把握清楚。首先便是設(shè)備與自控系統(tǒng)間的接口，這個接口是自控系統(tǒng)發(fā)出指令的關(guān)鍵地方，會對之后系統(tǒng)的運行產(chǎn)生非常重要的影響。此外，還應(yīng)該對設(shè)備進行詳細(xì)的檢測，確保設(shè)備可以滿足安裝需求。

（2）注意安裝傳感器的位置。自控系統(tǒng)的計算機是通過傳感器所傳輸回來的數(shù)據(jù)來分析，然后得出監(jiān)測結(jié)果。在自控系統(tǒng)中，尤其是在接地的時候，如果發(fā)生問題，一般便是傳感器發(fā)生問題，所以要注意傳感器安裝位置的正確性和安裝時的方法。因為傳感器出現(xiàn)問題的原因，與傳感器安裝的位置和安裝時的方法都有著密切的關(guān)系，在安裝傳感器時，如果不重視傳感器安裝方法的正確性和安裝的位置，這都會使自控系統(tǒng)可能出現(xiàn)嚴(yán)重故障。

（3）合理的安置高頻電路。在面對高頻電路進行處理時要采用多點接地的方式使用，其中地線與設(shè)備外殼相連。為了更好的將電路地電位降低，在這其中的每個地線要盡可能的減短，只有這樣才能降低接地線抗阻的作用。多點接地系統(tǒng)具有很明顯的優(yōu)勢，高頻駐波現(xiàn)象會有明顯的降低。但是其接地點比較多，設(shè)備中的地線回路會有明顯的增加，其會干擾低電平信號，導(dǎo)致不良影響的出現(xiàn)。這便要求必須做好高頻線路的處理工作，降低接地過程中的干擾，發(fā)揮自控系統(tǒng)的作用。

4 結(jié)語

在電子系統(tǒng)運行過程中，自控系統(tǒng)的穩(wěn)定性會對其整體的安全運行產(chǎn)生影響，而保證自控系統(tǒng)的穩(wěn)定性的便是抗干擾的能力。自控系統(tǒng)接地問題是抗干擾的重要環(huán)節(jié)，所以要從各個方面保證接地系統(tǒng)的安裝穩(wěn)定，排除各種干擾，保證整個控制系統(tǒng)精確、穩(wěn)定的運行。

[1]淺談電廠自控系統(tǒng)的接地問題[J].曹艷茹.河北煤炭.2011(03).

[2]關(guān)于自控系統(tǒng)的接地問題探討[J].王新光.科技風(fēng).2010(09).