DCS系统信号干扰及防范措施

DCS系统信号干扰及防范措施

岳丽娇

天津渤化永利化工股份有限公司  天津   300450

摘要：在企业进行生产时，则要利用多台电脑对各工序进行管理，获取相关的数据，从而达到对系统各环节的自动化控制。正是由于这样的需求，DCS系统才得到了广大的企业和行业人士的重视。DCS系统因其优良的处理功能而备受众多公司的青睐。然而，在 DCS系统的实际应用中，由于受多种原因的影响，会出现一些问题，使DCS系统无法发挥其应有的作用。本文就 DCS系统在应用中出现的各种干扰因素进行了分析，希望对DCS系统的应用有所帮助。

关键词：DCS；抗干扰；措施

前言：随着自动化程度的不断提高，分散控制系统（DCS）已广泛应用于各化工行业自动化控制，机组各种自动调节系统被控制量以及各模拟量测量的准确性和稳定性就显得极为重要。DCS控制系统下的设备分布广泛，使通讯信号容易受到外界因素的干扰，从而影响测点的稳定可靠。

1.DCS控制系统的特点及功能
1.1 DCS控制系统的特点

DCS控制系统，又被称之为集散控制系统，相较于传统的集中式控制系统而言，DCS系统有着自身的明显优势。首先，该系统在功能上对集中控制系统进行了全面的补充，同时，在控制系统的基础之上，进一步添加了控制、显示、计算机、通信等多项技术，能够全面考量到化工企业系统运行过程当中可能遇到的各项问题，具有集中操控、分散管理，配置灵活、分级管理的特点，是分布式操作系统的一种[1]。

1.2 DCS控制系统的功能

从系统的功能角度来看，可以将DCS控制系统的功能分为过往记录、自动控制、实时监控和警报功能四个部分。实时监控作为首要功能，能够在DCS管理系统的基础之上，有效的记录系统运行的全部流程，当管理者和操控人员想要调取系统运行过程当中数据的采集情况以及数据发展趋势的时候就可以全面了解，通过对数据的深入讨论来了解计算机的整体运行状况，从而对化工生产形成合理控制。自动控制是相对于化工生产流程而言的重要功能，生产过程当中，系统能够结合生产情况自动控制PID参数，从而更好的适应现阶段的生产情况，有效地保障产业的生产效率和质量[2]。同时，有效地调整措施也能够更好地增强环境保护力度。警报功能指的是在系统运行过程中，如果出现了不稳定问题，就可以及时地发出警报，为了更好的实现警报功能，技术人员可以结合实际生产情况设定，警报值设定之后，一旦出现故障，DCS系统便能够进行自动报警，从而帮助操作人员有效地发现现场工况波动，解决问题，减少损失。过往记录是针对系统运行情况而进行的一种记录行为，不仅仅能够有效的了解系统，PID参数的调整情况，而且后期维修的过程当中也能够进行全面参考。

2.DCS控制系统的主要干扰源头

2.1来自电源的干扰

DCS控制系统的主要电力来源也是电网，电网是其最重要的、不容忽视的电力供给端。通过实践我们能够发现，通过电源引入干扰而导致DCS系统出现故障的问题在现场时有发生，并且发生的频率比较高。电网内部的变化，特别容易就会对DCS控制系统产生信号干扰，从而导致其运行出现故障问题。DCS控制系统的电源一般是选用隔离电源，但是由于其结构问题以及相关的制造工艺的影响，导致其隔离效果并不是十分的理想，不能够满足当前DCS控制系统的需要[3]。

2.2来自信号线引入的干扰

施工现场的各种信号线除了会将各类的信息传输进DCS控制系统之中以外，还会连带着传输一部分的外部干扰信号，这样的情况是不可避免的。这样的干扰信号主要是通过以下两种方式进行传播：首先是可能会通过支撑变送器以及共用信号的仪表的电力系统的供电源混入的干扰信号，这点经常会被工作人员所忽略。另外一方面就是信号线受到其它因素的干扰，例如空间电磁辐射感应的干扰，这种干扰的影响后果也是比较严重的，造成的后果也是难以设想的。

2.3来源于自接地系统的干扰

接地的作用比较强大，接地主要的作用就是提升电子设备的性能，主要提升电子设备的兼容性和包容性，在这方面起到较大的作用。但是一旦出现错误接地的情况，不仅仅不能够获取当初预先设想的效果，甚至可能会导致出现非常严重的干扰信号，这将会迫使DCS控制系统受到强烈干扰而停止运行。通过实践我们可知混乱的接地系统将会产生严重的后果，这种混乱性会导致DSC系统受到干扰，通过分析原因我们可知产生这种现象最大的原因就是点位分布的不均衡所导致，就将会导致存在不同的接地点之间有电位差值的问题，这就很可能造成地环路电流等严重的事故现象发生，从而对系统的正常运行造成不可磨灭的影响[2]。

如果系统接地和其它的接地措施处理的不够得当，就会产生错位的电流，从而导致其内部的电路运行出现故障，无法正常的工作，降低整个DCS系统的干扰容限，甚至可能造成后台数据出现混乱丢失的情况，严重的可能出现程序报废或者死机的情况。

3.DCS控制系统工程应用的主要抗干扰措施

3.1电源系统的干扰防范

3.1.

1抑制电网的干扰

选取合适的性能更高的电源来达到抑制电网的干扰引入现象。电源是DCS控制系统之中非常重要的一个组成部分，在其中占据很高的一个地位。DCS系统的供电电源以及其变送器是来自电网的干扰信号主要的引入渠道，所以DCS控制系统选取的供电电源必须要做到性能非常优越，尤其是隔离性能方面，必须做到符合预期的效果。

3.1.2选用不间断的供电设备以及电源

当前可以采用在线式不间断供电电源（UPS）对DCS系统进行供电，这样能够有效的提升供电的可靠性，其安全更能得到保障，与此同时UPS还具备很强的隔离性，能够有效的隔绝干扰信号。

3.1.3提供多个供电电源

为DCS系统提供多个供电电源，这样只要当其中一路电源出现问题受到干扰，还能够有另外一路电源正常运行保障其安全，这样能够在很大程度上提升DCS系统的可靠性。

3.2电气隔离

电缆之间的隔离能够有效地提高设备运行的整体效率，确保电缆之间不会产生相互影响。但在采取具体的隔离方式的时候，需要充分考虑到传输信号之间的隔离以及电脑端信号的分类隔离问题，电气隔离能够有效地减少小共模干扰，对计算机造成的伤害，与此同时还可以运用隔离放大器，有效隔离计算机和信号输入端，这种方法不仅能够有效阻断干扰信号，而且还能够最大程度避免干扰危害，保障系统的安全稳定运行。

4.DCS电源接地规范

地线和电极线是电源系统当中的重要组成部分，所以在进行供电的时候可采取浮空方式。首先，配置单独的配电箱是电源控制系统当中的重要环节，将其安置在控制室的进线位置，保证电源系统的配电不会受到其他外在因素的干扰。其次，拥有UPS电源系统。在进行配电的过程当中，需要有效的连接地线和UPS交流输入端和输出端，同时需要注重系统线路和地线之间的连接问题，地壳与地面之间相互接触。最后，不配备UPS系统的电源，可以将相线与零线引出，直接与控制站或操作站的开关进行连接。

结语

通过以上我们可知：DCS控制系统之中最复杂也是最难解决的问题就是干扰的问题，由干扰问题导致的故障情况数不胜数，所以在进行抗干扰工作的时候一定要将各个层面综合起来，做到全方面、充分地考虑，真正实现全位全面的考察。对干扰因素采取科学合理的应对措施，结合具体的实际案例，采取针对性的解决办法，促进DCS系统的良好健康发展，更好地为我国的工业生产服务。希望以上内容能对相关领域提供一定的理论依据，为相关单位和企业提供一定的帮助。同时希望DCS控制系统在未来有更大的发展空间，从根本上避免DCS的各种干扰，努力做好防范措施。

参考文献
[1] 程学超.DCS系统抗干扰问题探讨[J].科技风，2009（13）： 187.

[2] 周倩，鲁学农，张文景，等.火电厂DCS系统信号抗干扰研究及实例[J].中国电力，2012，45（4）：64-67.

[3] 张晓臣.DCS系统信号干扰与接地研究[J].电子世界，2012（21）：113-114.