热工控制仪表增强抗干扰能力浅析

康瑞庭，乐鹰

（华电电力科学研究院东北分院，内蒙古 呼和浩特 010020）

热工控制仪表增强抗干扰能力浅析

康瑞庭，乐鹰

（华电电力科学研究院东北分院，内蒙古 呼和浩特 010020）

随着自动化以及计算机技术的不断的普及，进一步提高了设备运用的精准度。在热工控制方面，受到仪表系统的制约，以及工作环境的要求，从而制约着仪表的正常使用，从而导致其正常的作用得不到有效的发挥。

热工控制仪表；抗干扰能力；措施

伴随着计算机控制技术的不断发展，DCS的应用十分的广泛，同时在发电厂控制系统中的运用也更加的突出。热工测控系统的可靠性将直接对发电厂的安全生产以及经济效益产生影响。因此，系统的抗干扰的能力对于整个系统的可靠性运行都有关键性的影响。为了确保热工控制系统能够正常的运行，防止和消除干扰是一个不容忽视的环节。

1 热工控制系统的基本构成

1.1 DCS系统

DCS系统融合了系统控制技术、多媒体技术、计算机技术和网络通信技术。

1.2 烟气脱硫系统

烟气脱硫系统包括PLC和FGD_DCS,通过电脑键盘对烟气脱硫系统各设备的开启和关闭进行控制,同时检测和监控各设备的运行情况。

1.3 辅助系统集中控制网络

辅助系统集中控制网络采用交换机、控制器、入机接口的连接方式，并结合煤点、尘点、水点的位置来设置调节终端，满足初期过渡阶段和安装、调试的需求。

2 热工控制系统应用中存在的干扰源种类

2.1 供电电源干扰

热工控制系统在运行时，其环境相对繁杂，极易受到周围磁场的干扰。尤其是周边不但具有非常庞大的磁场，同时设置交直流传动装置。受到以上因素的影响造成其出现失灵的状况，特别是交直流传动装置会出现谐波，导致电力设备故障，更甚停止运行，直接制约着生产以及运行的正常开展。因此，为了有效的解决此问题，大部分的企业均会在供电电源的周边设置隔离装置，以此防止谐波的干扰，但是效果甚微。

2.2 热工控制系统的内部干扰

热工控制系统内部电路繁琐，受到电路差异性导致其间产生电流以及辐射的干扰。按照逻辑电路进行划分，能够将内部信号划分为2种干扰形式，即同频干扰和临频干扰。二者相对比可以发现，临频干扰对于信号的传输造成干扰，造成接收的过程中，非目标信号增多，制约了信号接受的效率。

2.3 接地系统

大部分的干扰出现，究其原因能够发现主要来自接地系统的不科学性的引入，进而导致干扰的发生，在此过程中，如果接地电阻过大时，并且多点接地亦或是接地线断裂等状况，则会导致信号数据失真亦或发生DCS死机的状况。

2.4 信号的干扰

（1）热工控制系统通常状况下应用在存在干扰的环境当中，在此过程中受到来自附近的干扰，特别是同频信号，制约着设备的正常的运用。所以，在其正常使用的过程中，出现同频信号的干扰，将会制约其正常的接收。

（2）由于信号线的绝缘材料产生了老化，就会导致漏电现象的出现，这样一来就影响到了其他的信号。

目前，较多设备的接地以及电缆的屏蔽线都做得十分可靠，这就使得抗干扰能力得到了较大程度上的提高。但如果是在强电磁干扰的环境之下，干扰电压或者是干扰电流将会发生巨大的变化。对于屏蔽层来说，如果不接地，或者是多处接地，那么就不能够真正的对弱电正常的传输起到有利的保护作用。同时，由于交变电力对静电场有着较强的击穿能力，就会使得弱电导体受到严重的干扰。所以，我们需要运用有效的屏蔽方式，才能够真正有效的将屏蔽层的一端或者是多端进行良好的接地，如图1所示。

图1 干扰信号示意图

3 消除干扰的步骤方法

3.1 确认干扰源或确认干扰性质

干扰的出现则会对周边信号产生影响，通过分析可知，其与周边电磁环境、大型设备运营状况存在着一定的联系。若出现不关联，则需单独对信息线缆完成检测，从而完成合理的判断，对信号线缆对地、线间交直流电压进行检测看其是否出现异常。如果发现存在状况，则说明其属于强干扰。一般状况下，均是因动力电缆的强交变磁场。若没有异常，则可能是回路窜入了高次谐波信号，所以，通过普通的万用表不能进行准确的检测。通过信号线逐路接入的手段能够对干扰的实际引入点完成判断。

3.2 采用信号隔离装置

若可以精准的对实际引入点完成确认，并且干扰影响并不大的状况下，则能够通过信号隔离装置对干扰进一步的降低。而若干扰面相对比较大的话，则必需在把控系统合格的前提下，对存在的问题进行查找并给予有效的解决，从而进一步消除干扰。

3.3 采用接地电容或滤波电容

共模转串模所导致的干扰的出现，如果利用线缆，则必须通过电容接地手段，更好的将干扰进行消除。如果电磁感应产生串模干扰，则需通过在信号回路中加滤波电容的手段完成有效的解决。在部分电厂内部，因电磁干扰源，大部分的频率处于工频或是其他的倍频，并且频率非常的低。所以，必须有效的把控电容容量，将其范畴把控在22～220μF之内。

4 热工控制系统的抗干扰措施

4.1 物理隔离技术

此技术是热工控制系统当中最为基础的。主要原理是对干扰信号通过物理手段进行隔离以及阻断，最大限度的降低信号干扰，从而有效的提升其整体稳定性。在此基础上，还能够将导向的电阻值进行进一步的提升，能够更好的提升漏电阻的绝缘性能，防止干扰的产生，增强热工控制系统的抗干扰水平。

4.2 屏蔽干扰技术

此技术的运用主要是利用金属作为导体从而将其关键设备进行封闭，主要包含导线、重要元器件以及电路等，从而构成有效的屏蔽性，将干扰源进行封闭，从而达到抗干扰的目的。由于其自身操作简单，此方法运用效果比较好，与此同时，其也具备一定的弊端，例如成本高，所以使用的过程中必需进行全面的考虑。

4.3 平衡抑制技术

在抗干扰技术当中最常用的方法就是平衡抑制技术。在使用此技术的过程中，通常是将相同信号的导线选择两根，以提升抗干扰的能力，因此，在信号传输的过程中，能够利用双绞线来完成操作，从而达到消除外磁场干扰信号的作用，提升系统的稳定性。

4.4 预防干扰故障

热工控制系统受到信号的干扰而达到一定的程度时，则会构成干扰故障的发生，从而导致经济效益的巨大损失，所以，对其完成高效的预防是非常关键的。热工控制系统在接地的过程中，必需高度重视接地电位分布的平均性，如果分布不均则会导致电势差的出现，同时在导线中构成循环电流，进而进一步制约了热工控制系统的稳固性。因此，为了防止此类干扰的出现，相关人员必需利用检测设备保证接地点达到悬空状态。作为防止接地干扰出现的重要环节，只有保障其接地点的质量，才能够保证系统的稳固运行。

5 抗干扰技术在实际案例中的应用

以某电厂为例，在运行的过程中，出现了循环水泵不明原因跳闸的状况，为了查明导致的原因，工作人员对以下环节进行了检测，主要包含现场仪表、DCS控制系统及通道卡件等部分。在此过程中，利用了屏蔽信号干扰的技术，有效的将干扰源进行了阻隔。通过对信号的模拟将电容滤波回路进一步的加大，找出了干扰循环水泵的信号，将以上问题得到了解决，恢复了电厂的正常运行。

6 结语

综上所述，为了有效的提升热工控制系统当中的运用的效率，必须进一步提升抗干扰技术水平。最大限度的降低信号以及供电电压所带来的干扰，保证热工控制仪表能够稳定的运行。

[1]王志强.抗干扰技术在热工测量系统中的应用[J].北华航天工业学院学报,2013,(02):20-22.

[2]张东起.试析PLC抗干扰技术在工业控制系统中的应用[J].中国新技术新产品,2011,(05):117.

[3]周星.电站热工系统自抗扰控制技术及其在DCS中的应用研究[D].华北电力大学（北京）,2010.

[4]刘瑞强.电厂热工控制系统应用中的抗干扰问题处理[J].产业与科技论坛,2012,20:69-70.

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