冶金自動控制系統抗干擾解決方案

尹萬聰

（贊比亞謙比希銅冶煉有限公司）

當前，隨著科技的不斷發展，自控系統發展的種類也在日益增多，這也致使在自控系統運行中出現的干擾源增多。同時，在自控系統中存在的接地形式也在增多，例如數字地、信號地和屏蔽地等，這些接地方式的不同也會使自控系統的抗干擾能力表現的不同，所以，掌握和分析自控系統接地問題，可以有效的提高自控系統的抗干擾能力[1]。

1 自控系統接地分類及作用

接地系統是由接地聯結和接地裝置組成。自控系統采用接地聯結采用分類匯總，然后與總的接地板進行連接。自控系統信號多位低頻信號，所以在接地時采用單點接地，信號回路中要盡量少的避免出現接地回路，防止干擾。當前在電氣設備中采用的接地系統有多種，這些接地系統針對不同的工作環境，為電氣設備提供不同的接地方法[2]。

（1）TN-S系統。TN-S系統在直接進行接地時，電器設備外露可導電部分通過零線接地的接零保護系統。其中N是工作零線，PE是其專用的保護接地線，電器設備外露的可導電部分連接到PE上。TN-S系統是一個由PE線和三相四線相結合的接地系統。若采用這個系統，就要使用獨立的變配電所。TN-S系統分別將工作零線N和專用的保護接地線PE分開使用的供電系統，這其中專用保護接地線PE是不帶電的，且沒有電壓，而工作零線N是帶電的，有一定的不平衡電流，工作零線只是用來單相照明負載回路的，這就使得這個系統較為可靠和安全。在工業或民用等低壓供電的電氣設備，例如計算機等，如果沒有什么比較要求的話，都可以用TN-S這個接地系統。

（2）TN-C-S系統。TN-C-S這個系統主要用在建筑施工等需要零時供電的場合，這個系統包含了兩個接地系統，分別是TN-C系統和TN-S系統，前半部分使用TN-C系統供電，后半部分使用TN-S系統供電，分界面是PE線以及N線的連接點，并且在進戶時負載不平衡電流要較小，PE線需要重復的進行接地，PE線除了在總箱和N線相接之外，其他的分箱N線和PE線都不相連。在這個系統中帶電的是中性線N，而PE則沒有電。TN-C-S接地系統的安全性比較高，在實踐中運用效果也較好，只要使用接地引線，都能夠在接地體中引出去。

（3）工作接地。工作接地的主要作用便是防止信號干擾，保證自控系統能夠穩定、準確的運行，讓地面為電路提供基準信號參考點位，它又包括有機器邏輯地、屏蔽接地和本質安全接地。

2 自控系統干擾來源

（1）空間輻射所帶來的干擾。一些高頻感應加熱設備會產生空間輻射電磁場，例如電力網絡、無線電、電器設備等，這類輻射干擾的成分較為復雜其分布較廣。根據對自控系統儀表控制系統的影響分為兩類，第一種是對儀表內部進行輻射干擾，通過電路感應導致干擾出現，這會使自控系統中的很多電子回路工作發生問題，并且這種干擾影響的面積較大，此外，還會給通信線路和外圍設備造成一定的影響。第二種是外部磁場產生干擾，這會是外部感應的測量信號出現問題，倘若感應的信號較弱的話，外部干擾的效果還會更加明顯。空間輻射干擾所產生的原因與自控系統設備所在現場的布置和環境都有著一定的關系，其所在的場地的布置和設備的電磁場和頻率都會直接產生干擾。

（2）電源產生的干擾。在給自控系統進行供電時，供電的方式采用的是電網供電，但是電網所涉及的范圍較廣，所以在這個過程中會受到空間電磁的干擾，最后使得電網線路上出現感應電壓。此外，如果電源內部出現開關操作浪涌等情況導致的諧波以及電網短路暫態沖擊等等，都會使電源對自控系統產生干擾。

（3）信號線產生的干擾。自控系統的核心便是計算機，在自控系統中有著大量的信號傳輸線與核心電腦相連，這些傳輸線的種類較多，所涉及到的信號也很多，這就會使外部的干擾信號也會隨傳輸線傳輸進來，最后給自控系統造成嚴重的影響。例如信號線受到空間電磁輻射感應然后造成的干擾，信號線所帶入的干擾信號會使正常的信號工作受到影響，并且會導致控制精度下降，有時可能還會致使元器件出現損傷。

（4）接地問題導致干擾出現。電子設備的接地問題是保證系統穩定的關鍵，要想提高電子設備系統的穩定性和兼容性，就必須對接地問題予以重視，重視接地問題才能使接地工作更好的進行下去。如果電子設備的接地是錯誤，那么不但不會抑制干擾問題，反而會將干擾信號引進來，最終導致系統的正常工作被打亂，給系統的正常工作造成嚴重的干擾。

3 安裝接地系統時注意的問題

（1）設備和自控系統之間的接口。在自控系統的使用中，一定要在安裝過程中就將各項細節把握清楚。首先便是設備與自控系統間的接口，這個接口是自控系統發出指令的關鍵地方，會對之后系統的運行產生非常重要的影響。此外，還應該對設備進行詳細的檢測，確保設備可以滿足安裝需求。

（2）注意安裝傳感器的位置。自控系統的計算機是通過傳感器所傳輸回來的數據來分析，然后得出監測結果。在自控系統中，尤其是在接地的時候，如果發生問題，一般便是傳感器發生問題，所以要注意傳感器安裝位置的正確性和安裝時的方法。因為傳感器出現問題的原因，與傳感器安裝的位置和安裝時的方法都有著密切的關系，在安裝傳感器時，如果不重視傳感器安裝方法的正確性和安裝的位置，這都會使自控系統可能出現嚴重故障。

（3）合理的安置高頻電路。在面對高頻電路進行處理時要采用多點接地的方式使用，其中地線與設備外殼相連。為了更好的將電路地電位降低，在這其中的每個地線要盡可能的減短，只有這樣才能降低接地線抗阻的作用。多點接地系統具有很明顯的優勢，高頻駐波現象會有明顯的降低。但是其接地點比較多，設備中的地線回路會有明顯的增加，其會干擾低電平信號，導致不良影響的出現。這便要求必須做好高頻線路的處理工作，降低接地過程中的干擾，發揮自控系統的作用。

4 結語

在電子系統運行過程中，自控系統的穩定性會對其整體的安全運行產生影響，而保證自控系統的穩定性的便是抗干擾的能力。自控系統接地問題是抗干擾的重要環節，所以要從各個方面保證接地系統的安裝穩定，排除各種干擾，保證整個控制系統精確、穩定的運行。

[1]淺談電廠自控系統的接地問題[J].曹艷茹.河北煤炭.2011(03).

[2]關于自控系統的接地問題探討[J].王新光.科技風.2010(09).