熱工控制儀表增強抗干擾能力淺析

康瑞庭，樂鷹

（華電電力科學研究院東北分院，內蒙古 呼和浩特 010020）

熱工控制儀表增強抗干擾能力淺析

康瑞庭，樂鷹

（華電電力科學研究院東北分院，內蒙古 呼和浩特 010020）

隨著自動化以及計算機技術的不斷的普及，進一步提高了設備運用的精準度。在熱工控制方面，受到儀表系統的制約，以及工作環境的要求，從而制約著儀表的正常使用，從而導致其正常的作用得不到有效的發揮。

熱工控制儀表；抗干擾能力；措施

伴隨著計算機控制技術的不斷發展，DCS的應用十分的廣泛，同時在發電廠控制系統中的運用也更加的突出。熱工測控系統的可靠性將直接對發電廠的安全生產以及經濟效益產生影響。因此，系統的抗干擾的能力對于整個系統的可靠性運行都有關鍵性的影響。為了確保熱工控制系統能夠正常的運行，防止和消除干擾是一個不容忽視的環節。

1 熱工控制系統的基本構成

1.1 DCS系統

DCS系統融合了系統控制技術、多媒體技術、計算機技術和網絡通信技術。

1.2 煙氣脫硫系統

煙氣脫硫系統包括PLC和FGD_DCS,通過電腦鍵盤對煙氣脫硫系統各設備的開啟和關閉進行控制,同時檢測和監控各設備的運行情況。

1.3 輔助系統集中控制網絡

輔助系統集中控制網絡采用交換機、控制器、入機接口的連接方式，并結合煤點、塵點、水點的位置來設置調節終端，滿足初期過渡階段和安裝、調試的需求。

2 熱工控制系統應用中存在的干擾源種類

2.1 供電電源干擾

熱工控制系統在運行時，其環境相對繁雜，極易受到周圍磁場的干擾。尤其是周邊不但具有非常龐大的磁場，同時設置交直流傳動裝置。受到以上因素的影響造成其出現失靈的狀況，特別是交直流傳動裝置會出現諧波，導致電力設備故障，更甚停止運行，直接制約著生產以及運行的正常開展。因此，為了有效的解決此問題，大部分的企業均會在供電電源的周邊設置隔離裝置，以此防止諧波的干擾，但是效果甚微。

2.2 熱工控制系統的內部干擾

熱工控制系統內部電路繁瑣，受到電路差異性導致其間產生電流以及輻射的干擾。按照邏輯電路進行劃分，能夠將內部信號劃分為2種干擾形式，即同頻干擾和臨頻干擾。二者相對比可以發現，臨頻干擾對于信號的傳輸造成干擾，造成接收的過程中，非目標信號增多，制約了信號接受的效率。

2.3 接地系統

大部分的干擾出現，究其原因能夠發現主要來自接地系統的不科學性的引入，進而導致干擾的發生，在此過程中，如果接地電阻過大時，并且多點接地亦或是接地線斷裂等狀況，則會導致信號數據失真亦或發生DCS死機的狀況。

2.4 信號的干擾

（1）熱工控制系統通常狀況下應用在存在干擾的環境當中，在此過程中受到來自附近的干擾，特別是同頻信號，制約著設備的正常的運用。所以，在其正常使用的過程中，出現同頻信號的干擾，將會制約其正常的接收。

（2）由于信號線的絕緣材料產生了老化，就會導致漏電現象的出現，這樣一來就影響到了其他的信號。

目前，較多設備的接地以及電纜的屏蔽線都做得十分可靠，這就使得抗干擾能力得到了較大程度上的提高。但如果是在強電磁干擾的環境之下，干擾電壓或者是干擾電流將會發生巨大的變化。對于屏蔽層來說，如果不接地，或者是多處接地，那么就不能夠真正的對弱電正常的傳輸起到有利的保護作用。同時，由于交變電力對靜電場有著較強的擊穿能力，就會使得弱電導體受到嚴重的干擾。所以，我們需要運用有效的屏蔽方式，才能夠真正有效的將屏蔽層的一端或者是多端進行良好的接地，如圖1所示。

圖1 干擾信號示意圖

3 消除干擾的步驟方法

3.1 確認干擾源或確認干擾性質

干擾的出現則會對周邊信號產生影響，通過分析可知，其與周邊電磁環境、大型設備運營狀況存在著一定的聯系。若出現不關聯，則需單獨對信息線纜完成檢測，從而完成合理的判斷，對信號線纜對地、線間交直流電壓進行檢測看其是否出現異常。如果發現存在狀況，則說明其屬于強干擾。一般狀況下，均是因動力電纜的強交變磁場。若沒有異常，則可能是回路竄入了高次諧波信號，所以，通過普通的萬用表不能進行準確的檢測。通過信號線逐路接入的手段能夠對干擾的實際引入點完成判斷。

3.2 采用信號隔離裝置

若可以精準的對實際引入點完成確認，并且干擾影響并不大的狀況下，則能夠通過信號隔離裝置對干擾進一步的降低。而若干擾面相對比較大的話，則必需在把控系統合格的前提下，對存在的問題進行查找并給予有效的解決，從而進一步消除干擾。

3.3 采用接地電容或濾波電容

共模轉串模所導致的干擾的出現，如果利用線纜，則必須通過電容接地手段，更好的將干擾進行消除。如果電磁感應產生串模干擾，則需通過在信號回路中加濾波電容的手段完成有效的解決。在部分電廠內部，因電磁干擾源，大部分的頻率處于工頻或是其他的倍頻，并且頻率非常的低。所以，必須有效的把控電容容量，將其范疇把控在22～220μF之內。

4 熱工控制系統的抗干擾措施

4.1 物理隔離技術

此技術是熱工控制系統當中最為基礎的。主要原理是對干擾信號通過物理手段進行隔離以及阻斷，最大限度的降低信號干擾，從而有效的提升其整體穩定性。在此基礎上，還能夠將導向的電阻值進行進一步的提升，能夠更好的提升漏電阻的絕緣性能，防止干擾的產生，增強熱工控制系統的抗干擾水平。

4.2 屏蔽干擾技術

此技術的運用主要是利用金屬作為導體從而將其關鍵設備進行封閉，主要包含導線、重要元器件以及電路等，從而構成有效的屏蔽性，將干擾源進行封閉，從而達到抗干擾的目的。由于其自身操作簡單，此方法運用效果比較好，與此同時，其也具備一定的弊端，例如成本高，所以使用的過程中必需進行全面的考慮。

4.3 平衡抑制技術

在抗干擾技術當中最常用的方法就是平衡抑制技術。在使用此技術的過程中，通常是將相同信號的導線選擇兩根，以提升抗干擾的能力，因此，在信號傳輸的過程中，能夠利用雙絞線來完成操作，從而達到消除外磁場干擾信號的作用，提升系統的穩定性。

4.4 預防干擾故障

熱工控制系統受到信號的干擾而達到一定的程度時，則會構成干擾故障的發生，從而導致經濟效益的巨大損失，所以，對其完成高效的預防是非常關鍵的。熱工控制系統在接地的過程中，必需高度重視接地電位分布的平均性，如果分布不均則會導致電勢差的出現，同時在導線中構成循環電流，進而進一步制約了熱工控制系統的穩固性。因此，為了防止此類干擾的出現，相關人員必需利用檢測設備保證接地點達到懸空狀態。作為防止接地干擾出現的重要環節，只有保障其接地點的質量，才能夠保證系統的穩固運行。

5 抗干擾技術在實際案例中的應用

以某電廠為例，在運行的過程中，出現了循環水泵不明原因跳閘的狀況，為了查明導致的原因，工作人員對以下環節進行了檢測，主要包含現場儀表、DCS控制系統及通道卡件等部分。在此過程中，利用了屏蔽信號干擾的技術，有效的將干擾源進行了阻隔。通過對信號的模擬將電容濾波回路進一步的加大，找出了干擾循環水泵的信號，將以上問題得到了解決，恢復了電廠的正常運行。

6 結語

綜上所述，為了有效的提升熱工控制系統當中的運用的效率，必須進一步提升抗干擾技術水平。最大限度的降低信號以及供電電壓所帶來的干擾，保證熱工控制儀表能夠穩定的運行。

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