DCS 系統(tǒng)中的抗干擾措施研究

尹萬聰

（贊比亞謙比希銅冶煉有限公司）

在一些大型企業(yè)中，由于系統(tǒng)會控制很多大型的設備，而這些大功率的電氣設備會對DCS系統(tǒng)造成很大的影響，而由于一些外在原因，例如：天氣等也會給DCS設備造成影響如果不能去很好的解決這一問題，就會使DCS系統(tǒng)無法正常的工作，最終對企業(yè)的收入帶來巨大的損失。我們本文就以DCS系統(tǒng)作為研究的重點，首先，討論對DCS系統(tǒng)有干擾的來源有哪些[1]。

1 DCS系統(tǒng)的干擾源

（1）信號線的干擾。在很多與DCS相連接的信號傳輸線中，在對一些信息傳輸?shù)倪^程中，會受到外部干擾這樣就會使信號的完整性受到影響。其這部分中主要通過2個途徑進行干擾：一種是通過傳變送器或者是通過公用信號儀的供電電源串入的電網(wǎng)進行干涉。其第二種是其信號線受到空間電磁輻射的感應而受到的干擾，這也被成為信號線上的外部干擾。

（2）電磁場的干擾。在電磁場干擾中可以被分成兩個部分：一個是干擾，一個是內(nèi)部干擾。而其外部干擾是指能在空間產(chǎn)生電磁場的電氣設備等，這些都是可能對其造成外部干擾的設備，例如：打雷等當遇見雷電天氣的時候，雷電所產(chǎn)生的電通過電力電網(wǎng)，使其在原有的化工廠進線電源上加以一串隨機脈沖背景上的一個大尖峰脈沖，所形成的這樣的雷電能量尖峰脈沖會對其化工廠的設備造成很大的危害，會損害其電力設備原有的電力元件，這樣就會影響到高集成的微電子元件的正常工作，最終造成電力系統(tǒng)的癱瘓，嚴重情況下甚至導致其爆炸。對DCS在成外部干擾主要通過2個途徑：一種是直接的，一種是間接的。其中直接的是指直接對DCS進行內(nèi)部輻射，從而由電路感應產(chǎn)生干擾。而對于DCS通信網(wǎng)絡的干擾，則是通過通信線路引起的。內(nèi)部干擾則是指，其電子設備自身所形成的干擾。這些設備給其帶來的干擾主要是由于其線路安排的不合理性，這樣的不合理就可能會使設備中形成電磁波以此對其造成干擾。

（3）接地系統(tǒng)的干擾。在DCS系統(tǒng)內(nèi)部，其內(nèi)部所有的系統(tǒng)都需要與地面相連接，在這個接地的過程中可以大大提高各個電子設備電磁兼容性。正確的接地，不僅可以使電磁干擾降到最低，還可以控制其設備對外進行干擾其他設備；而錯誤的接地，則會反之加重對干擾信號的控制甚至朝相反的方向發(fā)展，這就會影響DCS系統(tǒng)的正常工作。對于DCS系統(tǒng)接地是以復雜而長遠的問題，一直以來都備受人們的關注其復雜性不僅取決于其信號種類較多較冗雜，還由于各個廠家對接地的劃分并不是很一致所以這就會使人們對其有一定的混淆。由于不同的接地系統(tǒng)其電勢存在著很大的差異，所以對其的分類也不同[2]。

2 DCS系統(tǒng)中用硬件抗干擾的措施

通過上述對其干擾源進行分析，從而提出一些措施來推動DCS系統(tǒng)更好的運行與工作。

（1）在設計方面盡量綜合設計抗干擾系統(tǒng)。從系統(tǒng)外部作為切入點，從而來提高其抗干擾的能力。例如具體的措施有：在DCS內(nèi)部及其外部引線從而去屏蔽干擾，來防止空間輻射電磁的干擾。對外引線進行相應的隔斷，尤其是讓其遠離動力電纜，將其分層進行布置，從而來控制其外引線引入電磁干擾。

其DCS在進行供電的時候，應該將各個線路的供電都進行明確，防止有冗雜的電路出現(xiàn)，而其在保護方面也應該設有穩(wěn)壓器從而對電源進行保護。在給DCS供電方面最好是選擇隔離變壓器，這就會使系統(tǒng)中的接地點相對獨立，是接地點和動力強電系統(tǒng)相分離[3]。

而在模擬量輸出和輸入回路方面，要控制好從現(xiàn)場來的強大電流，還要注意其接地設備和DCS系統(tǒng)不可供地設備所產(chǎn)生的差異，而在一些重要回路中應該利用信號隔離器。在輸出輸入的回路中，其最常用的方法就是對數(shù)據(jù)產(chǎn)區(qū)繼電隔離或者是變壓器隔離。

在化工廠中DCS系統(tǒng)控制的對象有溫度、壓力等，而對這些參數(shù)進行檢測的主要通過熱電阻、熱電偶等進行轉(zhuǎn)換從而進入DCS系統(tǒng)。為了將線路傳輸過程中所產(chǎn)生的干擾降到最低，應該在選擇上選可以屏蔽的電纜，并且在其進行敷設的時候盡量不要去接近動力電纜，并且還應該離大功率的變壓器有一定的距離。在接地的時候其目的主要有兩種：一種是使其運行起來更安全，另一個就是使干擾降到最低。在完善接地系統(tǒng)的過程中，可以從DCS控制系統(tǒng)入手。在DCS接地的種類中，可以對其分為兩類：一種是保護接地另一種就是工作接地。其保護接地顧名思義就是對工作人員自身的安全進行保護，而工作接地則是去保證DCS系統(tǒng)和與其相關的儀表可以正常運行，另一方面是使其變得更準確。

（2）對設備的選定。工廠在選擇設備的時候一定要謹慎盡量選擇一些抗干擾較強的設備，對其特性也應該進行精準的選擇。其系統(tǒng)內(nèi)部的功能和其本身的好還，對DCS系統(tǒng)是否可以更好的運行有著很大的關系，會直接關系到其總體的性能。

3 DCS系統(tǒng)中用軟件抗干擾的措施

①濾波。一些企業(yè)的PKS系統(tǒng)在組態(tài)的過程中可以對信號進行濾波。當系統(tǒng)初見尖峰信號的時候，就可以對所采集出來的信號進行數(shù)字濾波，從而來進一步去抗除在硬件中沒有被完全消除的干擾。②在采樣時間中選擇合適的。很多企業(yè)在PKS系統(tǒng)采樣時間選擇中會有很多方法，而對于具有積分模數(shù)轉(zhuǎn)換電路來說，采樣的時間應該取決于工頻周期的整數(shù)倍，這樣也可以大大控制工頻的干擾。

4 結(jié)語

在全廠控制系統(tǒng)中，其最中心的一部分就是DCS系統(tǒng)。在DCS系統(tǒng)的幫助下促進廠內(nèi)所有的裝置安全、正常的運行，所以在日常生活中一定要重視起DCS的運行工作，通過不斷的去分析干擾的來源、種類等去幫助其更好的工作，將其作用發(fā)揮大最大。在DCS抗干擾系統(tǒng)中，要對制造單位所設計和生產(chǎn)的產(chǎn)品有一定的要求，對其抗干擾測試一定要嚴格。

[1]黃浩．控制系統(tǒng)的抗干擾措施[J]．工業(yè)爐,2018(01)：65-69．

[2]高思佳．探究自控儀表與DCS的抗干擾措施[J]．科技視界,2017(22)：167-168．

[3]高孝濤．聚氨酯樹脂DCS遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設計[D]．合肥工業(yè)大學,2016．