摘要：随着科学技术的发展，DCS在工业控制中的应用越来越广泛，DCS控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力成为关系到整个系统可靠运行的关键。本文浅析DCS系统中的抗干扰措施。
关键词：DCS系统；抗干扰；措施
引言
在一些大型企业中，由于系统会控制很多大型的设备，而这些大功率的电气设备会对DCS系统造成很大的影响，而由于一些外在原因，例如：天气等也会给DCS设备造成影响如果不能去很好的解决这一问题，就会使DCS系统无法正常的工作，最终对企业的收入带来巨大的损失。我们本文就以DCS系统作为研究的重点，首先，讨论对DCS系统有干扰的来源有哪些。
1DCS系统的主要干扰源
1.1信号线的干扰
与DCS控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰。这些干扰信号的引入，将引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动和死机。
1.2电磁场的干扰
在电磁场干扰中可以被分成两个部分：一个是干扰，一个是内部干扰。而其外部干扰是指能在空间产生电磁场的电气设备等，这些都是可能对其造成外部干扰的设备，例如：打雷等当遇见雷电天气的时候，雷电所产生的电通过电力电网，使其在原有的化工厂进线电源上加以一串随机脉冲背景上的一个大尖峰脉冲，所形成的这样的雷电能量尖峰脉冲会对其化工厂的设备造成很大的危害，会损害其电力设备原有的电力元件，这样就会影响到高集成的微电子元件的正常工作，最终造成电力系统的瘫痪，严重情况下甚至导致其爆炸。对DCS在成外部干扰主要通过2个途径：一种是直接的，一种是间接的。其中直接的是指直接对DCS进行内部辐射，从而由电路感应产生干扰。而对于DCS通信网络的干扰，则是通过通信线路引起的。内部干扰则是指，其电子设备自身所形成的干扰。这些设备给其带来的干扰主要是由于其线路安排的不合理性，这样的不合理就可能会使设备中形成电磁波以此对其造成干扰。
1.3接地系统的干扰
在DCS系统中，各种设备、仪器仪表都需要接地。接地是提高电子设备电磁兼容性的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使DCS系统将无法正常工作。DCS系统接地是一个复杂的问题，这不仅由于信号类型多数量大，还由于各厂家对接地的划分、要求不一，造成接地概念的混淆。不同的接地系统之间存在电势差因而形成“地环流”、“接地回路”。当环流很大时，会出现很高的共模噪声电压，直接作用于信号线，将产生很大的干扰。
2系统抗干扰的措施
2.1DCS系统中用硬件抗干扰的措施
2.1.1设备选型
在选择设备时，首先要选择有较强抗干扰能力的系统设备，包括电磁兼容性，尤其是抗外部干扰能力，如采用浮地技术、隔离性能好的DCS系统。系统性能本身的好坏，直接关系到整个DCS控制系统的性能。
2.1.2采用综合抗干扰设计
从系统外部作为切入点，从而来提高其抗干扰的能力。例如具体的措施有：在DCS内部及其外部引线从而去屏蔽干扰，来防止空间辐射电磁的干扰。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对外引线进行相应的隔断，尤其是让其远离动力电缆，将其分层进行布置，从而来控制其外引线引入电磁干扰。其DCS在进行供电的时候，应该将各个线路的供电都进行明确，防止有冗杂的电路出现，而其在保护方面也应该设有稳压器从而对电源进行保护。在给DCS供电方面最好是选择隔离变压器，这就会使系统中的接地点相对独立，是接地点和动力强电系统相分离。而在模拟量输出和输入回路方面，要控制好从现场来的强大电流，还要注意其接地设备和DCS系统供电设备所产生的差异，而在一些重要回路中应该利用信号隔离器。在输出输入的回路中，其最常用的方法就是对数据产区继电隔离或者是变压器隔离。在化工厂中DCS系统控制的对象有温度、压力等，而对这些参数进行检测的主要通过热电阻、热电偶等进行转换从而进入DCS系统。为了将线路传输过程中所产生的干扰降到最低，应该在选择上选可以屏蔽的电缆，并且在其进行敷设的时候尽量不要去接近动力电缆，并且还应该离大功率的变压器有一定的距离。在接地的时候其目的主要有两种：一种是使其运行起来更安全，另一个就是使干扰降到最低。在完善接地系统的过程中，可以从DCS控制系统入手。在DCS接地的种类中，可以对其分为两类：一种是保护接地另一种就是工作接地。其保护接地顾名思义就是对工作人员自身的安全进行保护，而工作接地则是去保证DCS系统和与其相关的仪表可以正常运行，另一方面是使其变得更准确。
2.2DCS系统中用软件抗干扰的措施
①滤波。一些企业的PKS系统在组态的过程中可以对信号进行滤波。当系统初见尖峰信号的时候，就可以对所采集出来的信号进行数字滤波，从而来进一步去抗除在硬件中没有被完全消除的干扰。②在采样时间中选择合适的。很多企业在PKS系统采样时间选择中会有很多方法，而对于具有积分模数转换电路来说，采样的时间应该取决于工频周期的整数倍，这样也可以大大控制工频的干扰。
2.3采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰
在DCS控制系统中，电网干扰串入系统主要通过DCS系统的供电电源、传感器供电电源和与DCS系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。对于DCS系统供电的电源、传感器供电电源和DCS系统有直接电气连接的仪表供电电源，一般都采用隔离性能较好的电源。
2.4电缆的选择及敷设
信号电缆尽量选择屏蔽电缆，不同类型的信号分别由不同电缆传输，信号电缆应按传输信号种类分层敖设，严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号，避免信号线与动力电缆靠近平行敖设，以减少电磁干扰。并合理接地，从而降低动力线产生的电磁干扰。
2.5正确选择接地点，完善接地系统
接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是DCS系统抗干扰的重要措施之一。除了系统本身的接地，还牵涉到与系统有直接或间接电器连接的设备的接地、消除机房静电的接地、机房本身屏蔽的接地等。
结语
在全厂控制系统中，DCS系统是全厂生产控制的中心，DCS控制系统强大的功能模块和其优越性能保证了全厂装置的正常运行。在DCS系统的帮助下促进厂内所有的装置安全、正常的运行，所以在日常生活中一定要重视起DCS的运行工作，通过不断的去分析干扰的来源、种类等去帮助其更好的工作，将其作用发挥大最大。在DCS抗干扰系统中，要对制造单位所设计和生产的产品有一定的要求，对其抗干扰测试一定要严格.
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论文作者:周运航
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
标签：干扰论文; 系统论文; 抗干扰论文; 信号论文; 控制系统论文; 设备论文; 电源论文; 《基层建设》2018年第26期论文;