内蒙古呼伦贝尔市021130
摘要：随着我国现代科学技术持续发展，市场的竞争力也更加激烈，大部分企业想要在激烈的市场竞争中站稳脚步，需要建设扩大企业优势。而在企业进行生产时，需要使用多台计算机对生产过程中各个环节进行管理，获得相应数据以实现对生产体系的各个环节进行自动控制。基于这种要求，DCS控制系统受到了各个企业和专业工作人员的广泛关注，DCS系统由于其优秀的处理机能受到了各大企业的青睐。但是在DCS系统进行实际运行工作中，依旧因为各种因素的影响，会存在一定的问题，导致DCS系统的控制潜力不能得到充分利用。该文对DCS系统使用过程中受到信号干扰的原因进行分析，重点对DCS系统的接地问题进行探讨，希望提高DCS系统在使用中的工作效率。
关键词：DCS控制系统；接地问题；信号干扰
引言
从目前来看，电气中对DCS控制系统的使用是十分常见的，借助这种系统独有的安全、科学以及可靠的特点，为电气的安全运行提供了有效保障。然而，要想实现DCS控制系统的顺利运行，离不开对接地工作的高度重视。因此，针对DCS系统中的接地防护工作进行全面的分析，对其中出现的问题采取及时有效的措施进行解决时非常有必要的一项工作。
1干扰原因
1.1雷击干扰
雷击发生时由于其强大的能量会在受击部分形成范围较大的电磁干扰。雷击对系统产生影响的方式一般有两种：一种是雷击有可能会对建设在外部的信号线造成影响，从而引起信号干扰；另一种是在雷击信号电缆附近发生，通过分布电容和电感设备传送到信号线，从而对信号线产生一个瞬时并且能量极高的电磁脉冲干扰，严重时有可能会损坏设备，对工作人员安全产生影响。雷击干扰时对一种常见的干扰方式，针对雷击干扰可以采用安装金属电缆管或者槽铺信号线，保证金属槽或电缆管有良好的接地情况，从而防止雷击对信号线产生影响。对于架空信号线来说，需要在外部电路上加装避雷器，同时在控制系统电脑端使用防雷信号，从而保证设备的安全运行。
1.2 DCS供电线路干扰
由于电厂中的大型设备启动关闭较为频繁，对大型元件的开关操作也很频繁，在这些大型电机设备开关时会产生瞬时的大型交变磁场。交变磁场会在信号线上发生耦合，从而对系统产生干扰，而这些交变磁场也会对电源线产生高频干扰，信号程度如果超过规定范围也会对系统产生影响。为了保证在大型电机进行开关时对系统进行保护，可以采用在电路中加入变压器，保证在开关电机时不会因为电压变化过大而产生交变磁场。
2 DCS控制系统接地的主要原因
2.1实现了对电气设施和工作人员的保护
从我国电气使用操作的安全性法律和法规来看，在对有金属外壳保护的电气设备进行使用的过程中，都要进行接地操作，这样才能有效的放出多余的电，让电气工作人员的生命财产安全得到有效的保障，减少意外事故产生的可能性。同时，把金属设备进行接地处理，可以在很大程度上减少电气发生故障的同时产生强大的电压以及电流，从而对整个电气系统的正常运行产生一定的威胁，从而对电气工作人员的安全产生一定的威胁以及完成电气设备损坏。
2.2保证DCS控制系统整体的抗干扰能力增强
DCS控制系统的抗干扰功能主要有两个方面的体现:一方面，这种方法能够对外来的因素产生一定的抗干扰处理；另一方面，这种方法能对自身携带的零部件带来的干扰进行抵抗。比如说，通过这种方法中的静电屏蔽层进行接地处理，就可以实现抵抗电场干扰的现实目标。如果没有对静电屏蔽层进行接地处理，就会由于系统产生的静电造成的影响更加强烈，也就造成了“负静电屏蔽”效应的产生，不仅不能对静电进行有效的屏蔽，反而还会产生其他的干扰，也就对DCS控制系统作用的发挥起到一定的制约作用。除此之外，这种DCS控制系统同样也会对其余的零部件产生干扰，在这种情况下，只有开展正确的接地操作，才能够实现对干扰进行控制的目标。而且，也可以通过减少零部件之间的点位差来对系统进行控制，这种方法也能为抵御干扰发挥重要的作用。
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3提高DCS抗干扰能力
3.1做好干扰信号隔离措施
一般DCS系统采集的模拟量信号必须使用带屏蔽的双绞线，以提高对高频脉冲信号的抗干扰能力，且模拟量信号电缆不能与其他类型的电缆在同一槽盒走线，应单独使用电缆槽盒和电缆套管。开关量信号电缆最好也采用带屏蔽的双绞线，提高对低频脉冲信号的抗干扰能力，且不可与动力电缆及大负载信号线平行走线。由此可见在DCS信号电缆走线的过程中需将不同类型的信号线隔离铺设，特别是动力电缆与信号电缆应隔离在不同的槽盒。相似类型的信号电缆若在同一槽盒，需用隔板将不同的电缆隔离。
3.2屏蔽静电接地
在对整个DCS控制系统中的不同环节进行操作的过程中都有必要进行屏蔽静电接地处理，只有这样才能减少由于静电问题对系统正常运行带来的干扰。然而，对于一些已经进行了接地工作的机械设备就可以不用进行屏蔽静电接地连接工作。在屏蔽静电接地工作中，要求对工作人员、操作师都要对接地工作进行严格的把控。
3.3系统冗余配置
在实际的工程应用中，DCS系统除了提高硬件设备的品质，还应从系统的配置方面进行考虑。在DCS系统的使用过程中，系统及重要保护测点难免会出现一些故障，为使故障分散开来，重要配置如DCS系统网络、电源、控制器、通讯都采用了冗余配置，很大程度上提高了DCS系统的可靠性。另外，机组运行过程中的重要保护测点如炉膛压力、汽机转速、汽包水位、给水流量、凝汽器真空、重要辅机的跳闸测点及相关逻辑应采用三重冗余方式配置。对某些带有保护的单点温度测点，在逻辑中应设置质量判断及升速率判断，防止干扰信号造成温度测点的飞升。
3.4远程 I/O 柜接地方式
分散布置 DCS 系统现场控制站分散到现场， 而操作员站位于不同的控制室，分散直径在 500 米的范围内，各站点间使用多模光纤或5 类双绞线或 DP 屏蔽双绞线等连接。 使用光纤连接的站点，各站点内的接地方法同集中布置的 DCS 设备；使用 5 类双绞线或 DP 屏蔽双绞线连接的站点：控制室的各类地线先连接到公共连接板，公共连接板通过接地总干线与公共接地极相连。 从公共接地极看过去，整个接地网络是一个星型结构。 使用 5 类双绞线或 DP 屏蔽双绞线两头通过网络浪涌保护设备 （信号避雷器、 通流量不小于 5KA ） 与 DCS 的SWITCH 、 HUB 、 REPEAT 、或其他网络设备相连。 两边的站点有各自的公共接地极，二者不必有金属连接，各站点的接地方法同集中布置的DCS 设备。 5 类双绞线或 DP 屏蔽双绞线必须穿镀锌钢管或金属桥架敷设，钢管或桥架必须可靠接地。当雷击，或者电气事故造成两边地电位差过大时，信号避雷器可以保护两边的设备。
3.5加强对干扰信号的屏蔽工作
在对DCS控制系统各种各样的接地模式有了一定的了解之后，还要对接地系统的规范性进行严格的检查，要认真测量接地的电阻，让信号屏蔽层都能接受接地的处理。除此之外，还要定期更换陈旧的电缆，保证电缆的抗干扰能力，从而保证整个系统的抗干扰性能。
结语
DCS 控制系统的接地技术是十分复杂而又非常重要的技术，在系统设计和实施中必须给予高度重视。 我厂主机房 DCS 系统采用了文中所述的接地技术，系统工作多年，没有出现因接地问题而造成人员伤害和设备损坏以及系统的不正常运行。 对 DCS 控制系统的接地，不能像当然以为只要接地电阻符合要求就解决了问题，还要考虑本文中提到到可能出现的种种问题，以保证 DCS 系统的安全可靠运行。
参考文献
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论文作者:王志鹏
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/16
标签：系统论文; 干扰论文; 信号论文; 控制系统论文; 电缆论文; 双绞线论文; 屏蔽论文; 《当代电力文化》2019年第11期论文;