DCS控制系統(tǒng)信號(hào)干擾主要原因及對(duì)策分析

后劍波

摘要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化有著更高的要求，DCS作為一套自動(dòng)化控制系統(tǒng)在化工行業(yè)當(dāng)中有著極為廣泛的運(yùn)用，所以如何保持系統(tǒng)高穩(wěn)定性和安全性，就直接關(guān)系到了化工企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況?；诖?，本文選擇DCS系統(tǒng)作為分析的對(duì)象，進(jìn)一步結(jié)合化工企業(yè)發(fā)展過(guò)程當(dāng)中DCS系統(tǒng)運(yùn)行所遇到的各項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行深入分析，進(jìn)一步了解何種原因會(huì)干擾DCS系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，希望通過(guò)相關(guān)因素的進(jìn)一步整理，提高該系統(tǒng)在實(shí)踐過(guò)程當(dāng)中的運(yùn)行效率，保障企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：DCS系統(tǒng);信號(hào)干擾;接地問(wèn)題;

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的顯著提升，工業(yè)企業(yè)規(guī)模及技術(shù)水平不斷攀升，自動(dòng)化程度的提高是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的不斷加深，企業(yè)引入自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)成為了必然，化工行業(yè)也是如此。DCS控制系統(tǒng)作為現(xiàn)代技術(shù)的產(chǎn)物，有效地融合了控制、顯示、計(jì)算機(jī)等多項(xiàng)技術(shù)，能夠更好地結(jié)合化工企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)行全方位的控制和保護(hù)，無(wú)論是在現(xiàn)在還是未來(lái)，該系統(tǒng)在化工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中有著極為廣泛的運(yùn)用。

1.DCS控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能

1.1DCS控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

DCS意為控制系統(tǒng)，又被稱(chēng)之為集散控制系統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)的集中式控制系統(tǒng)而言，DCS系統(tǒng)有著自身的明顯優(yōu)勢(shì)，首先，該系統(tǒng)在功能上對(duì)集中控制系統(tǒng)進(jìn)行了全面的補(bǔ)充，同時(shí)，在控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步添加了控制、顯示、計(jì)算機(jī)、通信等多項(xiàng)技術(shù)，能夠全面考量到化工企業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中可能遇到的各項(xiàng)問(wèn)題，具有集中操控、分散管理，配置靈活、分級(jí)管理的特點(diǎn)，是分布式操作系統(tǒng)的一種。

1.2DCS控制系統(tǒng)的功能

從系統(tǒng)的功能角度來(lái)看，可以將DCS控制系統(tǒng)的功能分為過(guò)往記錄、自動(dòng)控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控和警報(bào)功能四個(gè)部分。實(shí)時(shí)監(jiān)控作為首要功能，只能夠在DCS管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，有效的記錄系統(tǒng)運(yùn)行的全部流程，當(dāng)管理者和操控人員想要調(diào)取系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中怎樣的數(shù)據(jù)，或者采集怎樣數(shù)據(jù)的時(shí)候就可以全面了解，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的深入討論來(lái)了解計(jì)算機(jī)的整體運(yùn)行狀況，從而對(duì)化工生產(chǎn)形成合理控制。自動(dòng)控制是相對(duì)于化工生產(chǎn)流程而言的重要功能，生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，系統(tǒng)能夠結(jié)合生產(chǎn)情況自動(dòng)控制PID參數(shù)，從而更好的適應(yīng)現(xiàn)階段的生產(chǎn)情況，有效地保障產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，同時(shí)，有效地調(diào)整措施也能夠更好地增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)力度。警報(bào)功能指的是在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，如果出現(xiàn)了不穩(wěn)定問(wèn)題，就可以及時(shí)地發(fā)出警報(bào)，為了更好的實(shí)現(xiàn)警報(bào)功能，技術(shù)人員可以結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況設(shè)定，警報(bào)值設(shè)定之后，一旦出現(xiàn)故障，DCS系統(tǒng)便能夠進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，從而幫助人們有效地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題，解決問(wèn)題，減少損失。過(guò)往記錄是針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況而進(jìn)行的一種記錄行為，不僅僅能夠有效的了解系統(tǒng)，PID參數(shù)的調(diào)整情況，而且后期維修的過(guò)程當(dāng)中也能夠進(jìn)行全面參考。

2干擾原因

2.1電阻耦合干擾

電阻耦合問(wèn)題不容忽視，伴隨時(shí)間的不斷累積，電線(xiàn)老化帶來(lái)的問(wèn)題就會(huì)時(shí)常出現(xiàn)。信號(hào)輸送的過(guò)程當(dāng)中往往是多種信號(hào)一同輸送的，電線(xiàn)絕緣體材料如果因?yàn)槔匣╇?，不僅會(huì)影響信號(hào)傳輸功能，而且還會(huì)對(duì)其它信號(hào)造成干擾。除此之外，線(xiàn)路老化問(wèn)題，一旦出現(xiàn)大功能電路，便會(huì)直接受到干擾，執(zhí)行設(shè)備當(dāng)中，如果出現(xiàn)短路問(wèn)題，也會(huì)對(duì)復(fù)信號(hào)傳輸造成干擾。

2.2雷擊干擾

外部線(xiàn)路是暴露在日光之下的，雷擊問(wèn)題一旦發(fā)生，就會(huì)因?yàn)閺?qiáng)大能量而造成電磁干擾。產(chǎn)生影響的方式主要有以下兩種，第一種是外部信號(hào)線(xiàn)，直接受到雷擊影響而無(wú)法有效輸送，第二種則是雷擊發(fā)生在信號(hào)電纜附近，因?yàn)閺?qiáng)大的能量而對(duì)磁場(chǎng)造成干擾，干擾問(wèn)題一旦出現(xiàn)，不僅會(huì)影響信號(hào)的正常輸送，嚴(yán)重的時(shí)候還會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞作用。就整體的發(fā)展情況來(lái)看，雷擊干擾是線(xiàn)路運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中最為常見(jiàn)的一種干擾方式，而應(yīng)對(duì)雷擊干擾的主要方法是通過(guò)安裝金屬電纜管或槽鋪信號(hào)線(xiàn)，通過(guò)多種措施盡可能地降低雷擊對(duì)信號(hào)線(xiàn)造成的負(fù)面影響。外部電路加裝避雷器也可以有效地對(duì)架空信號(hào)線(xiàn)進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也可以通過(guò)系統(tǒng)控制來(lái)使用避雷信號(hào)，保證設(shè)備的安全穩(wěn)定性。

2.3 DCS供電線(xiàn)路干擾

對(duì)于工廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，大型設(shè)備的頻繁使用會(huì)對(duì)線(xiàn)路造成一定的干擾，尤其是大型元件的開(kāi)關(guān)操作，很容易在瞬間產(chǎn)生大型交變磁場(chǎng)。交變磁場(chǎng)一旦形成，在信號(hào)線(xiàn)上發(fā)生耦合，之后便會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成干擾，信號(hào)很難完整地傳輸出去。為了更好地確保大型電機(jī)開(kāi)關(guān)時(shí)能夠不會(huì)受到這一問(wèn)題的影響，通常情況下，會(huì)在電路當(dāng)中加入變壓器，盡可能避免交變磁場(chǎng)問(wèn)題產(chǎn)生。

3.抑制干擾方式

3.1保證信號(hào)線(xiàn)正常使用

信號(hào)線(xiàn)使用過(guò)程當(dāng)中容易發(fā)生多條線(xiàn)路糾纏的問(wèn)題，為了避免這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，需要針對(duì)信號(hào)線(xiàn)的正常使用問(wèn)題進(jìn)行定期的檢查，如果發(fā)現(xiàn)絕緣膠帖出現(xiàn)了破損的問(wèn)題，就要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)或者更換，確保信號(hào)線(xiàn)能夠正常的使用，避免漏電問(wèn)題的出現(xiàn)。

3.2將電纜分層敷設(shè)

分層敷設(shè)具有比較明顯的優(yōu)點(diǎn)，不同的電纜承擔(dān)著傳輸不同信號(hào)的功能，為了更好地避免信號(hào)之間的相互打擾，可采用分層鋪設(shè)方法，確保電纜之間不會(huì)產(chǎn)生相互作用。相同信號(hào)的電纜也需要避免相互糾纏問(wèn)題的出現(xiàn)，為了更好地解決這一問(wèn)題，首先可以在計(jì)算機(jī)端口對(duì)信號(hào)處理精度進(jìn)行有效的分析，如果存在信號(hào)相互干擾問(wèn)題的可能，則需要具體產(chǎn)生的因素和結(jié)果，從而更好的分析計(jì)算機(jī)工作過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的各項(xiàng)問(wèn)題。

3.3電氣隔離

電纜之間的隔離能夠有效地提高設(shè)備運(yùn)行的整體效率，確保電纜之間不會(huì)產(chǎn)生相互影響。但在采取具體的隔離方式的時(shí)候，需要充分考慮到傳輸信號(hào)之間的隔離以及電腦端信號(hào)的分類(lèi)隔離問(wèn)題，電氣隔離能夠有效地減少小共模干擾，對(duì)計(jì)算機(jī)造成的傷害，與此同時(shí)還可以運(yùn)用隔離放大器，有效隔離計(jì)算機(jī)和信號(hào)輸入端，這種方法不僅能夠有效阻斷干擾信號(hào)，而且還能夠最大程度避免干擾危害，保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4供電系統(tǒng)的隔離

對(duì)于電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，大功率電機(jī)的開(kāi)關(guān)是一件非常頻繁的事情，但是開(kāi)關(guān)的瞬間會(huì)產(chǎn)生高頻信號(hào)干擾系統(tǒng)運(yùn)行?？梢栽诠╇娋€(xiàn)路上安裝變壓器，有效的束縛大功率電機(jī)開(kāi)關(guān)過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的高頻電磁。

4.DCS電源接地規(guī)范

地線(xiàn)和電極線(xiàn)是電源系統(tǒng)當(dāng)中的重要組成部分，所以在進(jìn)行供電的時(shí)候可采取浮空方式。首先，配置單獨(dú)的配電箱是電源控制系統(tǒng)當(dāng)中的重要環(huán)節(jié)，將其安置在控制室的進(jìn)線(xiàn)位置，保證電源系統(tǒng)的配電不會(huì)受到其他外在因素的干擾。其次，擁有UPS電源系統(tǒng)。在進(jìn)行配電的過(guò)程當(dāng)中，需要有效的連接地線(xiàn)和UPS交流輸入端和輸出端，同時(shí)需要注重系統(tǒng)線(xiàn)路和地線(xiàn)之間的連接問(wèn)題，地殼與地面之間相互接觸。最后，不配備UPS系統(tǒng)的電源，可以將相線(xiàn)與零線(xiàn)引出，直接與控制站或操作站的開(kāi)關(guān)進(jìn)行連接。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，DCS系統(tǒng)作為現(xiàn)代科技進(jìn)入到一定階段的標(biāo)志，對(duì)于企業(yè)和工廠(chǎng)影響深刻，DCS系統(tǒng)的安全順行和接地工作之間密切相關(guān)，所以需要高度重視接地工作的安裝和設(shè)置，充分的考量到DCS系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中可能遇到的各項(xiàng)問(wèn)題，全方位測(cè)量，并計(jì)算系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，確保工程的正常運(yùn)行。本文選擇DCS系統(tǒng)的抗干擾方法進(jìn)行了有效的分析，希望以此淺薄的探討能夠幫助大家了解抗干擾方式和接地方式，如果在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中存在問(wèn)題，工作人員也可以結(jié)合DCS運(yùn)行的過(guò)程，精準(zhǔn)找到問(wèn)題存在的具體環(huán)節(jié)，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題，保證工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性。

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