淺析熱控系統(tǒng)信號(hào)干擾問題的解決方案

吳增玉

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和電廠自動(dòng)化水平的提高，熱工自動(dòng)化水平越來越高，其準(zhǔn)確性、快速性和穩(wěn)定性要求也愈高。然而，控制系統(tǒng)的信號(hào)干擾致使一些信號(hào)發(fā)生畸變，而使參數(shù)顯示失真，控制設(shè)備出現(xiàn)擾動(dòng)、誤動(dòng)、拒動(dòng)，自動(dòng)投入品質(zhì)不好，嚴(yán)重影響機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：熱控系統(tǒng)；信號(hào)；抗干擾

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）32-0117-01

引 言

隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，電站熱控控制系統(tǒng)的硬件水平不斷提高，現(xiàn)在新建或改造機(jī)組普遍使用DCS系統(tǒng)或PLC系統(tǒng)作為熱控系統(tǒng)的主要實(shí)現(xiàn)方式，其穩(wěn)定的性能使熱控系統(tǒng)的可靠性得到了很大的提高。但是還是有一些外部因素使控制系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)算錯(cuò)誤，小至指示不準(zhǔn)確，大到保護(hù)誤動(dòng)作。而外部干擾的問題就是其中的一個(gè)主要因素，一方面我們要求設(shè)備廠家不斷提高設(shè)備的抗干擾能力，另一方面我們也要在工程設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)中高度重視，多方配合來共同解決問題，以求系統(tǒng)、有效地提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力。

1 干擾的分類和基本原理

在操作電熱容量控制環(huán)境中因其特有的熱控系統(tǒng)原因，往往出現(xiàn)炒作復(fù)雜，管理難度大的特點(diǎn)，利用參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換方式，在較高的電壓環(huán)境中自動(dòng)的變化為低壓環(huán)境，電流根據(jù)電壓的變化從強(qiáng)電流轉(zhuǎn)換為弱電流，在將脈沖信號(hào)在信號(hào)源之間相互變換。通常情況下，在長(zhǎng)距離的電流輸送過程中，利用傳輸系統(tǒng)在主機(jī)與附機(jī)之間相互傳送，主機(jī)根據(jù)收到的信號(hào)將信息進(jìn)行即時(shí)的調(diào)頻，最終形成主機(jī)環(huán)境下的數(shù)據(jù)電容資源。但是在實(shí)際的操作中能夠看出，在電流的傳送中會(huì)出現(xiàn)信號(hào)的干擾作用，導(dǎo)致電流在傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)衰減，對(duì)于檢測(cè)器械無法檢測(cè)出的數(shù)據(jù)和信號(hào)源，我們統(tǒng)一稱為干擾。

在充分的總結(jié)干擾的情況之前，必須了解干擾產(chǎn)生的內(nèi)在機(jī)理。之前提到成距離的傳輸必然是干擾的主要原因。究其原因主要根據(jù)干擾的成因和干擾的方式以及干擾的類型三種方式。在干擾的原因上，主要是噪聲方面的分類，將不間斷的噪音干擾作為一類放電噪聲，在頻率不同的情況下，含有高低頻率噪聲，此外受到外界干擾情況會(huì)產(chǎn)生浪涌噪聲。

共振模式下的信號(hào)干擾主要體現(xiàn)在電位的極差方面，在電網(wǎng)串入后，在高電位和低電位之間產(chǎn)生電磁輻射，將信號(hào)傳輸?shù)姆较蛐赃M(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)致空間中輻射信號(hào)的串入，再加上高低電位之間形成的電位差，使得在電壓傳送中形成疊加信號(hào)的作用，直接對(duì)信號(hào)的傳輸產(chǎn)生共振的干擾。通常情況下，共振模式下的電信號(hào)輸送較大時(shí)，配電器中的供電方式也會(huì)發(fā)生改變，變電器的電壓在性能方面的變化，使得傳輸是的變電器也需要相應(yīng)的改變，在測(cè)算中，共振的電壓普遍在120V及以上。

擾動(dòng)干擾是在特定環(huán)境中，不同渠道形成的測(cè)量信號(hào)相互疊加形成的信號(hào)源，在信號(hào)線的兩端形成干擾模式下的信號(hào)，將原有的電磁耦合情況進(jìn)行重組，形成不平等的洗好方式對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行干擾。利用耦合的方式將感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行疊加重組，形成的信號(hào)通常為交變信號(hào)，在測(cè)量的回路中形成變化的電壓，并根據(jù)變壓器的容值變化形成不同的交換數(shù)值，最終形成較為紊亂的電磁場(chǎng)。利用DCS交換系統(tǒng)和信號(hào)光纜的傳輸最終形成的交變磁場(chǎng)在閉環(huán)的環(huán)境中可以產(chǎn)生感應(yīng)電壓，電壓的大小取決回路的距離和電磁的密度。

2 熱控干擾信號(hào)的來源

信號(hào)干擾問題一直是困擾實(shí)現(xiàn)熱工控制系統(tǒng)正常功能的頑疾。要徹底解決這個(gè)問題，必須要分析信號(hào)干擾產(chǎn)生的來源和傳播途徑，只有屏蔽干擾源，切斷傳播途徑；或把干擾強(qiáng)度降到最大可能低限度，增強(qiáng)設(shè)備的抗干擾性能，才能從根本上解決干擾問題。

外部干擾主要是系統(tǒng)外引線的干擾通過電源和信號(hào)線引入，通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)較為嚴(yán)重。射頻干擾指大功率的高頻發(fā)生裝置、電氣裝置開、斷時(shí)產(chǎn)生的火花及電焊機(jī)產(chǎn)生的弧光等。射頻干擾與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)強(qiáng)弱，一般通過采用屏蔽電纜和設(shè)備局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。內(nèi)部干擾指由電子設(shè)備自身產(chǎn)生的干擾。由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間相互電磁輻射產(chǎn)生的內(nèi)部干擾，這都屬于設(shè)備制造廠對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容，但要選擇具有較多應(yīng)用業(yè)績(jī)或經(jīng)過考驗(yàn)的系統(tǒng)。

3 工程上采取的方法和技術(shù)措施

干擾信號(hào)若對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生影響必須具備三個(gè)條件：①要有干擾源；②要有傳播途徑；③要有承受干擾的設(shè)備。根據(jù)干擾產(chǎn)生的條件，認(rèn)真分析各類型機(jī)組出現(xiàn)的信號(hào)干擾、誤動(dòng)、拒動(dòng)問題的原因，與設(shè)計(jì)、監(jiān)理、設(shè)備廠家專業(yè)人員探討研究，分析和借鑒國外設(shè)計(jì)原則，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)，加強(qiáng)施工階段的過程控制，并確定了幾個(gè)解決方案。

4 實(shí)際操作

在對(duì)于熱工的管理模式控制證，信號(hào)被干擾的情況較為普遍，也一直都是困擾管理者的難題，如要解決信號(hào)干擾在信號(hào)傳輸中的作用，首先要對(duì)信號(hào)的傳播模式和傳播途徑進(jìn)行了解，對(duì)于信號(hào)源以外的信息進(jìn)行屏蔽，保證信號(hào)源在弱干擾的情況下進(jìn)行傳播。同時(shí)要充分考慮傳播信號(hào)的方式，將外界的干擾方式和干擾強(qiáng)度有限制的進(jìn)行調(diào)整，從根本上上解決信號(hào)干擾的情況發(fā)生。在內(nèi)生環(huán)境中，加強(qiáng)信號(hào)的可識(shí)別度也是重要的方式之一，強(qiáng)化傳播信號(hào)機(jī)械的傳輸水平，利用物理手段增加信號(hào)機(jī)械的抗干擾水平，保證信號(hào)的干擾情況在整體可控的范圍之內(nèi)。

在調(diào)試和試運(yùn)階段，沒有因?yàn)殡姶鸥蓴_問題而損壞DCS的控制和檢測(cè)模塊及引發(fā)停機(jī)、停爐、停附機(jī)現(xiàn)象，保證了儀表的準(zhǔn)確、全部一次性投入。在機(jī)組整套試運(yùn)期間，儀表顯示準(zhǔn)確，保護(hù)、控制動(dòng)作準(zhǔn)確，沒有出現(xiàn)誤動(dòng)拒動(dòng)現(xiàn)象，控制系統(tǒng)穩(wěn)定。最終結(jié)果--機(jī)組的試運(yùn)指標(biāo)：儀表投入率100%、保護(hù)投入率100%、自動(dòng)投入率100%、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行是對(duì)抗干擾解決方案作的最好詮釋。

5 結(jié)束語

對(duì)于系統(tǒng)或者設(shè)備接地，除了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有專門設(shè)計(jì)，一般熱控系統(tǒng)或設(shè)備接地都不做專門設(shè)計(jì)，為此，在施工前一定要統(tǒng)籌考慮主廠房?jī)?nèi)的熱控主系統(tǒng)的屏蔽接地問題，借鑒其他工程中取得的寶貴經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，不斷總結(jié)和完善施工方案，逐步形成可推廣的共性方案，以指導(dǎo)新的工程施工，少走彎路，提高效率和系統(tǒng)的可靠性。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-9-10