摘要：目前，DCS系统被广泛应用于各行各业之中，对于企业的发展越来越重要，然而，在DCS系统的应用过程中，往往会由于一些因素的干扰而导致系统无法正常运行。本文主要基于DCS系统中的抗干扰措施进行了一定的分析研究。
关键词：DCS系统；抗干扰；措施
DCS系统即集散控制系统，其主要是以微处理器为基础，通过采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则，从而形成的新型仪表控制系统。其基本设计思想为控制分散、操作及管理集中，结构形式为多层分级、合作自治，分散控制与集中管理是DCS系统的主要特征。目前被广泛应用于石化、电力及冶金等行业之中。目前，在多数大型企业之中，大型的施工设备都是受到系统的控制，并且这些大型设备也会对DCS系统造成一定的影响，与此同时，一些外界因素如天气因素等也会对DCS设备造成影响，从而导致DCS系统无法正常运行，导致企业受到一定的经济损失。
1 DCS系统的干扰种类
对于干扰种类的划分，通常是依据产生干扰的原因、噪声的波形性质以及干扰模式的不同来进行的。通常情况下，按噪声的干扰模式的不同来划分是比较常见的，一般情况下可以划分为共模干扰及差模干扰。共模干扰主要是指干扰信号在两条不同的线上各流过其中一部分，以地为公共回路，从而使得信号电流只在这两个线路之中往返流过。差模干扰则一般是由于设备对地漏电、地电位差以及线路自身具有对地干扰等问题所引起的，在线路处于不平衡的状态时，共模干扰则会转变为差模干扰，这种情况下，对于其去除难度就更大了。在有些情况下，共模电压较大，尤其是采用了隔离性能相对较差的配电器进行供电的时候，变送器输出信号的共模电压普遍较高，最高可达130伏以上。共模电压经由不对称的电路可以转变为差模电压，对测控信号直接起到影响，使得元器件受损，在此种共模干扰中，可以是直流，也可以是交流。
通常情况下，作用于信号两极之间的干扰电压被称为差模干扰，其主要是通过不平衡干扰以及空间电磁场在信号之间所产生的耦合感应而形成的电压，此种电压可以直接叠加在信号之上，进而对测量与控制的精确度起到影响。
2 DCS系统的干扰源
2.1信号线的干扰
通常情况下，在多数链接DCS系统的传输线中，进行信息的传输时，往往会由于外部的干扰导致信号的完整性受到损坏。主要是包括两个方面的干扰：第一个方面是经由变送器以及公用信号仪表的供电电源串入的电网而对DCS系统进行一定的干扰；第二个方面则是空间电磁辐射对信号线产生的干扰，属于信号线上的外部干扰。
2.2 接地系统的干扰
由于在DCS系统内部的所有系统都必须连接与地面之上，通过接地从而有效的提高电子设备的电磁兼容性。通过正确的进行接地，一方面可以使电磁干扰影响更小，另一方面可以有效的控制其设备对于其他设备的干扰。如果接地错误，则会直接影响DCS系统的正常运行。由于在当前市场中各个厂家对于接地系统的设计并不相同，导致接地系统更加复杂，存在一定的难度，连接出现问题则极易对DCS系统造成干扰。
2.3 电磁场的干扰
在电磁场对DCS系统产生干扰时，通常包括内部干扰以及外部干扰。其中内部干扰主要是由于设备自身原因而形成的干扰，通常会由于线路布局不合理，在设备内部产生电磁波引起干扰、多点接地引起的电位差，从而直接对DCS系统造成一定的干扰。外部干扰则主要是由可以在空间中产生电磁场的电气设备等对其造成的外部干扰，例如，当出现雷电天气时，通过雷电产生的电能进入到电力电网之中，导致在原有的进线电源上附加一层大尖峰脉冲，此脉冲对于设备的危害极大，直接损害设备内部的电力元件，从而使得DCS系统的微电子元件的正常作业受到一定的影响，致使电力系统瘫痪，严重时甚至会直接引起爆炸发生。一般情况下，造成这种外部干扰的途径包括直接及间接两种，直接的途径就是直接对DCS系统进行内部辐射，进而通过电路感应的产生而产生一定的干扰。DCS通信网络通畅受到的干扰则是由通信线路间接造成的。
2.4 电源的干扰
在DCS系统中的正常供电电源均由电网进行供电。通畅情况下，电网的覆盖范围都是比较广泛的，从而在供电过程中将受到空间的所有电磁干扰并使得线路上产生一定的感应电流和电压。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆特别是电网内部所发生的变化，例如大型电力设备的启停、电网短路以及交直流传动装置引起的谐波等都会对电网造成直接影响。目前，很多企业都会对DCS采用隔离电源，但是由于制造工艺与结构等因素的影响，使得最后的隔离效果并不明显。
3 DCS系统中的抗干扰措施
3.1 硬件抗干扰措施
（1）干扰系统的综合设计
在设计时一定要综合设计抗干扰系统，通过系统对外部干扰进行一定的隔离，进而有效的提高DCS系统的抗干扰能力。一般情况下，具体可以采用以下措施进行抗干扰：通过对DCS系统及外引线进行屏蔽，以此来防止空间辐射电磁干扰；对外引线实施相应的隔离，特别是要与动力电缆隔离开，通过分层布置的方法进行一定的隔断，通过有效的隔断来避免外线引入的电磁干扰。
在DCS供电系统设计时，必须明确各个线路的供电，从而有效的避免出现冗杂的电路，与此同时，必须设立稳压器对电源进行保护。尽量选择隔离变压器，从而使系统中的接地点更为独立，使得动力强电系统与接地点相互分离开来。
在输入回路以及模拟量输出方面，一定要控制好从现场来的强大电流，同时必须要注意其接地设备和DCS系统不可供地设备之间所产生的差异，而在一些重要回路中应该利用信号隔离器。在输出输入的回路之中，通常会采用的方法就是对数据传输采用继电隔离或者变压器隔离。
DCS系统在电厂之中的应用时，通常需要控制压力、温度等对象，对于这些相关的参数的检测主要是通过热电偶以及热电阻等之间进行的相应的转化，从而进入到DCS系统之中。为了更加有效的降低线路传输过程之中所产生的干扰，在选择时，应该尽量选择可以对其进行屏蔽的电缆，除此之外，在进行电缆的铺设过程中，一定要尽量避开动力电缆，并且要与大功率的电气拉开一定的距离。DCS系统设备及引线要可靠接地，其作用主要是两个方面：第一个方面是为了降低对DCS系统的干扰；另一方面是保证系统安全的运行。通常在接地种类上可以分为保护接地以及工作接地两种，保护接地就是为了更好的保护相关工作人员的人身安全，工作接地则主要是为了保障DCS系统的正常运行，同时提升其准确性。
（2）对设备的选定
对于相关设备的选定过程中，一定要做到仔细认真，选择出抗干扰能力较强的设备。设备的功能及特点直接影响DCS系统的有效运行，对总体性能起到决定性作用。
3.2软件抗干扰措施
（1）滤波技术的合理应用
在DCS系统进行组态的过程中即可以对信号进行有效的滤波。当在DCS系统中首次见到尖峰信号，此时就可以对采集到的信号进行数字滤波，通过此过程，可以有效的对硬件措施中没有消除的干扰进行去除。
（2）选择合适的采样时间
虽然多数企业DCS系统采样时间有多种选择，然而对于DCS系统的转换电路来说，在采样时间的选择中，必须要针对工频周期的整数倍进行合理的选择，以此来对工频干扰进行一定的控制。
4 结束语
在大型企业的控制系统之中，DCS系统是最为重要的一部分，有效的防止DCS系统受到干扰是保证所有装置正常运行的基础，基于目前DCS系统普遍受到的干扰进行一定的分析，找到更合适的抗干扰措施是企业必须加以重视的工作，对于抗干扰的测试必须严格进行，从而确保企业的顺利运行。
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论文作者:田言涛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
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