（长安益阳发电有限公司）
1、概述
随着发电厂控制技术的不断发展，目前分散控制系统（DCS）、可编程控制系统（PLC）、现场总线（FCS）技术在发电厂生产过程控制中得到广泛的应用。控制系统的可靠性直接影响到发电企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型控制设备，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高控制系统可靠性，一方面要求生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能
2、干扰源对系统的干扰
2.1 控制系统中电磁干扰的主要来源
2.1.1 来自空间的辐射干扰
空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径：一是直接对控制设备内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对控制设备通信网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和 PLC 局部屏蔽及高压 泄放元件进行保护。
2.1.2 来自接地系统混乱时的干扰
接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）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，使系统将无法正常工作。
控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对 PLC 系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。
2.2 来自系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容，比较复杂，作为应用部门是无法改变，可不必过多考虑，但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。
3、工程实施中主要抗干扰措施
为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰，必须从设计阶段开始便采取三个方面抑制措施：抑制干扰源；切断或衰减电磁干扰的传播途径；提高装置和系统的抗干扰能力。这三点就是抑制电磁干扰的基本原则。
控制系统的抗干扰是一个系统工程，要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品，且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以全面考虑，并结合具有情况进行综合设计，才能保证系统的电磁兼容性和运行可靠性。主要考虑来自系统外部的几种如果抑制措施。主要内容包括：对系统及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰；对外引线进行加装隔离器，特别是原理动力电缆，分层布置，以防通过外引线引入传导电磁干扰；正确设计接地点和接地装置，完善接地系统。另外还必须利用软件手段，进一步提高系统的安全可靠性。
3.1 采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰
在控制系统中，电源占有极重要的地位。电网干扰串入控制系统主要通过PLC系统的供电电源（如CPU 电源、I/O 电源等）、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现在，对于 PLC 系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好电源，而对于变送器供电的电源和 PLC 系统有直接电气连接的仪表的供电电源，并没受到足够的重视，虽然采取了一定的隔离措施，但普遍还不够，主要是使用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰能力差，经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以，对于变送器和共享信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带（如：使用北京平和公司隔离配电器），可以减少 PLC 系统的干扰。此外，位保证电网馈点不中断，可采用在线式不间断供电电源（UPS）供电，提高供电的安全可靠性。并且UPS 还具有较强的干扰隔离性能，是一种PLC控制系统的理想电源。
3.2 电缆敷设
为了减少动力电缆辐射电磁干扰，尤其是变频装置馈电电缆。笔者在某工程中，采用了铜带铠装屏蔽电力电缆，从而降低了动力线生产的电磁干扰，该工程投产后取得了满意的效果。不同类型的信号及控制电缆分别由不同电缆传输，信号电缆应按传输信号种类与动力电缆分层敖设，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。另外对于信号电缆及控制电缆应采用屏蔽电缆。
4、正确选择接地点，完善接地系统
发电厂控制系统的接地对控制系统抗干扰尤为重要，接地方式的好坏将直接影响控制系统的性能。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。完善的接地系统是控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。系统接地方式有：浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。
4.1 PLC 控制系统接地：
PLC 控制系统它属高速低电平控制装置，应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，装置之间的信号交换频率一般都低于 1MHz，所以 PLC 控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的 PLC 系统适于并联一点接地方式，各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。如果装置间距较大，应采用串联一点接地方式。
用一根大截面铜母线（或绝缘电缆）连接各装置的柜体中心接地点，然后将接地母线直接连接接地极。接地线采用截面大于 22mm2 的铜导线，总母线使用截面大于 60mm2 的铜排。接地极的接地电阻小于 2?，接地极最好埋在距建筑物 10 ~ 15m 远处，且 PLC 系统接地点必须与强电设备接地点相距 10m 以上。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理。选择适当的接地处单点接点。在 PLC 控制系统中，具有多种形式的“地”，主要有：
信号地：是输入端信号元件－传感器的地
4.2 DCS 系统的接地：
计算机控制系统中的“地”有两类。其一是设备的外壳及屏蔽层，通常与大地相连。接地的目的一是避免机壳带电而影响人员及设备的安全，二是保持机壳及屏蔽层与大地等电位，起到屏蔽外部电磁场干扰的作用。另一类是电源或信号的参考地位。在微机控制系统中，即有模拟量信号，又有数字量信号，还有电源（直流）电压的地端。这些信号的地最终就是直流电源的地。为防止公共阻抗产生的干扰，采用“汇流条分别走线”进行处理，即在电路中把模拟地与数字地分开，采用汇流条分别走线，最终在一点把两个地接在一起。信号的屏蔽层采用单点接地原则，可以防止不同接地点之间的电位差（Ucm）通过屏蔽层形成电流回路，产生干扰。
5、总结
控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此抗干扰措施通过合理的设计或电路中加装隔离器使之更有效地抑制干扰、抗干扰，对有些干扰情况还需做具体分析，采取对症下药的方法，才能够使控制系统正常工作。
论文作者:刘明
论文发表刊物:《电力设备》2015年3期供稿
论文发表时间:2015/11/2
标签：干扰论文; 系统论文; 控制系统论文; 电缆论文; 屏蔽论文; 信号论文; 抗干扰论文; 《电力设备》2015年3期供稿论文;