探析dcs控制系統(tǒng)中抗干擾問題

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1、探析DCS控制系統(tǒng)中抗干擾問題　　摘要:隨著社會的發(fā)展，對能源的需求日益增長，其中，發(fā)電廠更是能源的基站，在發(fā)電廠工程實施及運行中，必須綜合考慮各種控制系統(tǒng)的抗干擾性能，本文結合射陽港發(fā)電廠三期工程DCS控制系統(tǒng)安裝與調試過程中出現(xiàn)的一些問題和現(xiàn)象，分析了各種干擾因素對發(fā)電廠控制系統(tǒng)的影響,并提出與運用了幾種有效的抗干擾措施。關鍵詞:DCS控制系統(tǒng)；抗干擾問題；解決方法中圖分類號：TL503.6文獻標識碼：A前言發(fā)電廠設備眾多且相互關聯(lián)，因此其相互之間干擾不僅種類多，而且傳播凡是和途徑更是各不相

2、同。在發(fā)電廠的運轉生產中，長期的干擾會造成嚴重的信號紊亂，進而影響生產的安全運轉，因此必須有效的隔離乃至預防各種干擾，從而來保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定的運行。1、工程概況7江蘇射陽港電廠2х660MW燃煤發(fā)電機組工程控制系統(tǒng)采用分散控制系統(tǒng)(DCS),由艾默生控制系統(tǒng)有限公司供貨,實現(xiàn)單元機組爐、機、電集中監(jiān)控,完成單元機組主輔機及熱力系統(tǒng)的檢測、控制、報警、聯(lián)鎖保護、故障診斷、機組啟/停、正常運行操作、事故處理和操作指導等功能。每臺機組配置40塊模件和擴展柜,2塊網絡柜,2塊電源柜,3塊DEH機柜,1塊

3、ETS機柜,4塊MEH機柜。每臺機組配置28只DCS遠程I/O智能數(shù)據(jù)采集前端。公用系統(tǒng)配置4塊模件柜,1塊電源柜。本工程在設計過程中計算機接地網采用電氣地作為計算機接地的方式,控制系統(tǒng)機柜與電源柜接地箱分開設置?？刂葡到y(tǒng)的接地方案遵循一點接地的原則。2、干擾源對系統(tǒng)的干擾2.1、來自空間的輻射干擾一般通過設置屏蔽電纜和局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護。2.2來自系統(tǒng)外接線的干擾這種干擾在發(fā)電現(xiàn)場較嚴重。因為發(fā)電廠是強電場和強電磁場密集的地方。2.2.1、來自電源的干擾電源引入的干擾造成控制系統(tǒng)故

4、障的情況很多,雖然控制電源通常采用隔離電源,實際上,由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在,絕對隔離是不可能的。2.2.2、來自信號線引入的干擾與控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線,總會有外部干擾信號侵入?？刂葡到y(tǒng)因信號引入干擾造成I/O模件損壞數(shù)相當嚴重,由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。2.2.3、來自接地系統(tǒng)混亂的干擾接地系統(tǒng)混亂對DCS系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均,引起環(huán)路電流,影響系統(tǒng)正常工作。73、硬件系統(tǒng)的可靠性和抗干擾措施從分散控制系統(tǒng)的硬件方面加強抗干擾能力，主要措施有消除干擾源和切

5、斷傳播途徑。3.1、采用性能優(yōu)良的電源,抑制電網引入的干擾分散控制系統(tǒng)采用的供電電源一般隔離性能較好，耦合進入的干擾也很小。對分散控制系統(tǒng)造成干擾的因素主要是變送器的供電電源和與分散控制系統(tǒng)有直接電氣連接的儀表的供電電源。由于此類電源的隔離變壓器分布參數(shù)大，抗干擾能力差，容易將電源干擾通過信號傳輸途徑引進分散控制系統(tǒng)。不間斷電源是分散控制系統(tǒng)常用的一種電源，它能夠將交流電轉換為直流電，并用蓄電池儲存起來。使用時，通過逆變器為計算機可靠供電。此種交直流轉換技術，使得分散控制系統(tǒng)中的設備具有很強的抗

6、電網干擾能力：因此，可以采用不問斷電源對電子計算機、測量變送器和公用儀表系統(tǒng)進行供電。3.2、電纜敷設7與接線不同類型的信號及控制電纜分別由不同電纜傳輸,信號電纜應按傳輸信號種類與動力電纜分層敖設,嚴禁用同一電纜的不同導線同時傳送動力電源和信號,避免信號線與動力電纜靠近平行敖設,以減少電磁干擾。對于信號電纜及控制電纜都采用了屏蔽電纜,在工程的實際使用過程中收到了不錯的效果。屏蔽電纜采用單端接地原則,全線路的屏蔽層應有可靠的電氣連續(xù)性。3.3、正確選擇接地點,完善接地系統(tǒng)本工程不設置單獨的DCS接

7、地系統(tǒng),控制系統(tǒng)接地線采用并聯(lián)一點接地和串聯(lián)一點接地方式。DCS系統(tǒng)的過程控制柜之間通過接地電纜并聯(lián),由各控制機柜處單點接到DCS機柜專用接地箱,然后專用接地箱再通過接地電纜接至電氣接地點,接地點半徑10米內無大電流、電壓啟停設備的接地點,要求整個接地線纜至接地點的電阻小于2Ω。使用雙路電源時,兩個電源最好在同一點接地。4、軟件系統(tǒng)的可靠性和抗干擾技術所謂軟件抗干擾技術，就是通過程序對現(xiàn)場檢測信號進行處理，以排除干擾對控制系統(tǒng)的影響。常用的軟件系統(tǒng)抗干擾措施采用數(shù)字濾波。數(shù)字濾波是通過一定的數(shù)學

8、算法從數(shù)據(jù)序列中提取逼近真值數(shù)據(jù)的一種軟件方法。4.1、限幅濾波某廠凝結水泵、汽動給水泵及其前置泵、開式水泵、閉式水泵的軸承溫度測點多次發(fā)生跳變的情況。通過在溫度測量邏輯中加入速率限制和差值限制，同時保留原來高限跳泵保護(如圖所示)，7取得了良好的切除干擾的效果。其基本思想是通過速率限制功能塊作用，將相鄰的凡和n+1時刻兩個采樣值y(n)和y(n+1)值相減。如果差值過大，超出了參數(shù)允許的最大限值，則認為發(fā)生了隨機干擾，邏輯利用SR觸發(fā)器記錄此情況，并自動退出跳泵保護，通過報警提示運行人員加強監(jiān)