NSCI水泥廠自動控制系統(tǒng)干擾原因分析及應(yīng)對措施總結(jié)

丁磊 孫愚 李朝暉

摘 要：水泥廠的生產(chǎn)中自動化控制系統(tǒng)也在不斷普及，雖然一定程度上給工業(yè)生產(chǎn)帶來了便利性，但同時自動化控制系統(tǒng)干擾問題也是當(dāng)前急需解決的問題。如何防干擾是提高自動化設(shè)備工作效率的關(guān)鍵，本文結(jié)合NSCI水泥廠的自動化控制系統(tǒng)中影響系統(tǒng)正常工作的干擾因素進(jìn)行分析，并提出解決措施，為促進(jìn)自動化控制系統(tǒng)工作效率的提升提供一定的指導(dǎo)意見。

關(guān)鍵詞：NSCI水泥廠；自動控制系統(tǒng)；干擾產(chǎn)生；解決措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.144

0 引言

NSCI水泥廠自動化控制系統(tǒng)其組成部分主要包括控制器、被控對象、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及變送器四部分組成，簡稱為自控系統(tǒng)。采用這種自動化控制系統(tǒng)的作用在于當(dāng)水泥廠的生產(chǎn)設(shè)備由于受到外界的干擾因素而無法正常工作時，可以通過自動的調(diào)節(jié)系統(tǒng)使設(shè)備能夠恢復(fù)到原始的狀態(tài)，從而保證正常工作。而這種對設(shè)備進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的操作不需要人參與，可以直接控制系統(tǒng)自己完成，因此具有一定的便利性。

1 水泥廠自動控制系統(tǒng)干擾產(chǎn)生的原因分析

由于當(dāng)前的自動控制技術(shù)尚不是特別完善，因此在水泥廠的自動化控制系統(tǒng)生產(chǎn)過程中會有一定的干擾源，這些干擾源如果不采取一定的有效措施，在其自動化控制系統(tǒng)運(yùn)行的過程中就會干擾系統(tǒng)的運(yùn)行[1]。一般情況下，干擾源分為外部干擾源以及內(nèi)部干擾源，外部干擾主要來自外部使用環(huán)境，其內(nèi)部干擾一般情況下有來自于檢測系統(tǒng)內(nèi)部的干擾，包括元器件、電源電路、負(fù)載回路、數(shù)字電路等都會對自動控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。對于內(nèi)部產(chǎn)生的干擾因素是由于在研發(fā)的過程中具有一定的局限性，但是這種問題可以在后期技術(shù)不斷升級的過程中將干擾因素不斷優(yōu)化，從而降低干擾。外部干擾因素一般由于人為操作或者外界環(huán)境制約，這種干擾因素操作者可以通過優(yōu)化自己的操作完成。作為系統(tǒng)的操作者一般是對其外部的干擾因素進(jìn)行改進(jìn)，對于外部干擾因素一般是通過被檢測物以及信號傳輸?shù)确绞竭M(jìn)入儀表等自動系統(tǒng)，從而進(jìn)一步造成對自控系統(tǒng)的干擾。經(jīng)過對NSCI水泥廠自控系統(tǒng)進(jìn)行分析，可以知道對自控系統(tǒng)干擾的影響因素主要有電阻、電容、電感耦合引入造成的干擾，以及變頻器和供電器引入造成的干擾，對于系統(tǒng)地線的設(shè)置不合理造成的干擾以及采用的電纜不符合規(guī)范要求造成的干擾。

2 解決NSCI水泥廠自動控制系統(tǒng)干擾問題的措施

結(jié)合上文關(guān)于水泥廠自動控制系統(tǒng)的干擾因素的產(chǎn)生進(jìn)行分析，可以了解到干擾是如何產(chǎn)生的、造成干擾的類型都有哪些。結(jié)合水泥廠的自動化控制系統(tǒng)的工作原理需要綜合進(jìn)行考慮，具體從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝以及調(diào)試等環(huán)節(jié)采取防干擾措施。

2.1 選擇高質(zhì)量，屏蔽強(qiáng)度高的信號線

在NSCI水泥廠的自動化控制系統(tǒng)中一般會有很多模擬信號，這些信號一般保存在自動化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，為了增強(qiáng)信號強(qiáng)的抗干擾能力，可以對電纜采用銅網(wǎng)編制。通過這種方式提升其對信號的屏蔽強(qiáng)度，同時應(yīng)該考慮到電纜的地線連接問題，要保證其單點(diǎn)接地。為了保證良好的信號屏蔽，可以建立一個屏蔽層[2]。為保證在電纜出現(xiàn)問題時不至于導(dǎo)致系統(tǒng)停止運(yùn)行，可以使用具有備用線芯的電纜，通過這樣的方式如果自動控制系統(tǒng)的電纜出現(xiàn)問題，還有備用線芯，這樣就不至于造成由于屏蔽線問題而導(dǎo)致控制系統(tǒng)終端。由此可見，使用屏蔽線是防干擾的一項(xiàng)重要措施。

2.2 對于供電電源可以使用獨(dú)立的回路

諧波產(chǎn)生的主要原因有由于正弦電壓對非線性負(fù)數(shù)進(jìn)行加壓，使基波電流發(fā)生畸變，從而產(chǎn)生諧波。主要非線性負(fù)載具有UPS、開關(guān)、電源、整流器、變頻器以及逆變器，為了在一定程度上防止諧波產(chǎn)生影響，可以對自動控制系統(tǒng)采用獨(dú)立的供電回路，可以在DCS的供電電源上再加上UPS[3]。UPS是一種不間斷電源，其通過蓄電池與主機(jī)連接起來，再通過主機(jī)逆向器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。為了有效的解決供電電源造成的干擾，可以在UPS的終端加上用來隔離原副邊繞線圈的各自電流的隔離變壓器，通過隔離變壓器可以有效的阻止供電電源對給自動控制系統(tǒng)造成的干擾。

2.3 開發(fā)抗干擾系統(tǒng)軟件

水泥廠的自動控制設(shè)備的生產(chǎn)者可以結(jié)合設(shè)備的特點(diǎn)，研發(fā)可以一定程度上阻止干擾信號進(jìn)入系統(tǒng)的軟件或者設(shè)備，如可以考慮安裝數(shù)字濾波器。這是一種裝置，可以對輸入的數(shù)字代碼信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析運(yùn)算，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，一次達(dá)到改變信號頻道的目的。還可以在自動控制系統(tǒng)的安裝過程中采用光纖電纜，這種電線也可以一定程度上阻止信號進(jìn)入。

2.4 對于其安裝程序進(jìn)行抗干擾優(yōu)化設(shè)計(jì)

采用合理的線路布局的方法可以使對水泥廠的自動控制系統(tǒng)在線路組裝的過程中避開干擾源，在剛開始安裝的時候，可以采用絕緣電纜一定程度上阻止干擾信號。同時還可以通過合理的線路布局以及配線的方式避免線路之間不會發(fā)生漏電流的問題。優(yōu)化線路布局是為了盡量遠(yuǎn)離干擾源[4]，還可以對接地系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)范，這也是有效規(guī)避干擾信號的措施。在自動控制系統(tǒng)的布局過程中，要考慮到地線的設(shè)置，對于電纜的橋架以及保護(hù)管等應(yīng)該接入地線，以此保護(hù)電路。

3 結(jié)束語

本文以自動控制系統(tǒng)在NSCI水泥廠中的應(yīng)用為例展開論述，分析其自控系統(tǒng)干擾問題產(chǎn)生的原因以及采取抗干擾的策略，對于其抗干擾設(shè)計(jì)可以從源頭進(jìn)行，可以選擇高質(zhì)量的軟件以及硬件設(shè)施。對于自動化系統(tǒng)所需裝置也必須采用高質(zhì)量的裝置，以此提升自動控制系統(tǒng)的抗干擾能力。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉思源.淺談工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2018.

[3]李沁.淺談水泥廠自動控制控制系統(tǒng)的防干擾[J].農(nóng)村電氣化， 2016（01）：27-28.

[4]陳兵芽，耿茂鵬，孫達(dá)昕.自動控制控制系統(tǒng)中的抗干擾處理[J]. 南昌大學(xué)學(xué)報（工科版），2016，26（04）：15-17.

作者簡介：丁磊（1969-），男，河北赤城人，本科，工程師，研究方向：工業(yè)自動化。