垃圾焚烧发电厂仪控检测干扰问题的分析

【摘 要】垃圾焚烧发电厂控制系统普遍采用分布式集散控制系统（DCS），在生产实践过程中信号干扰现象是影响DCS系统正常工作的一个首要因素，特别是垃圾的气体腐蚀性问题严重干扰了信号的传输，文章针对仪控测量信号干扰源进行了解析，并提出了测量信号避免干扰的举措。基于此，本文首先简要分析了仪控干扰信号的来源，随后分析了抑制干扰的措施中應注意的问题，以此供相关人士交流参考。

【关键词】干扰信号;接地方式;气体腐蚀

引言

现代工厂自动化程度要求越来越高，其对现场测量信号的准确性，快速性和稳定性的要求也越高，如何避免信号干扰也就摆在了仪控人员的面前。

仪控测量信号大都是弱电信号，主要有AI、AO、DI、DO、PI等，又分为mA、mV、电阻、脉冲等弱电信号，仪控信号主要把各种不同的物理、化学、电学等变化量进行转换为电信号进行测量显示不同状态的数值，信号被干扰会导致测量数值发生畸变、晃动，乃至消失，使DCS操纵系统采集的运行工况参数失真而严重影响机组经济稳定运行。

一、热控干扰信号的来源

常见的干扰信号的来源分别有：①信号电缆和动力电缆间距太近，电磁干扰严重。②信号电缆和动力电缆未分层敷设，积聚电荷的干扰。③信号电缆邻近有大功率用电器如电焊机、大功率变频器，涡流电流的干扰。④信号电缆、电缆桥架接地欠好或信号电缆屏障线接法错误，导致屏蔽不好。⑤控制柜及柜内接线方式错误。⑥信号电缆邻近有无线通讯设备的高频干扰等。以上情况均会在信号回路中产生干扰电势，对于DCS系统主要有以下几个类型的干扰。

（一）控制机柜内部的干扰

机柜内部的干扰首要来源于机柜内部的不同功能的元器件，特别是大功率元器件电流大幅波动引起的磁场变化干扰，完善接地系统良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等，接地可以保证安全，同时可以抑制干扰，完善的接地系统是控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。电源线、外回路供电信号线产生的交变磁场就会对模拟量信号线产生干扰。同时，还会出现由于接线不良产生的热电势或由金属腐蚀酿成的化学电势，这些电势在处于信号回路中时也会成为干扰信号。

（二）信号线引入系统的干扰

信号线将当场信号输入到限制机柜，其经过的现场环境异常复杂，极易产生干扰。信号线屏障处理不当会带来严重的干扰：比如，本人所处的垃圾焚烧发电厂内发生过大功率变频器对视频信号的影响，当变频器工作时，视频全是雪花状，根本无法看清视频。后来为抑制变频器的干扰采取了以下几种方式，加隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。使用滤波器，滤波器具有较强的抗干扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，使用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影响其它设备正常工作。

二、抑制干扰的措施

生产现场要充分考虑干扰来源，采取必要的措施来抑制干扰的影响，主要通过以下几个方面：

（一）完善系统接地，选择正确的系统接地方式

电缆屏蔽层只一点接地，有时施工人员没有引起重视，现场端和控制柜端均进行了接地，就造成电缆屏蔽层两端A、B都接地，存在电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。

DCS控制器为了与所控的各个设备同电位而接地叫系统接地，接地电阻值不得大于2Ω，通常将设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统地。

保护地和信号地（逻辑地、屏障地等），主要为排斥电子噪声干扰，为整个控制系统提供一个公共信号参考点（即参考零电位），若系统地与其它接地混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响DCS内逻辑电路和模拟电路的正常工作。DCS工作的逻辑电压一般为24V，搞干扰能力低，在绝缘不良的情况下，交流电对DCS控制信号的干扰更严重，逻辑地电位的分布干扰，容易影响DCS的逻辑运算或造成死机，也会导致测量精度下降。

信号与屏蔽接地一般要求信号线必须要有参考地，屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者控制室接地，防止形成“地环路”。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地;不接地时，应在DCS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蔽电缆连接时，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。现场仪表端屏蔽线经常发现未进行包扎，很容易与机壳接触造成两端接地。

（二）根据不同信号选择专用电缆和规范的施工可有效减少干扰

对于不同的信号要选用各自的电缆进行传输。DCS系统中开关量信号的传输信号理论上不用障蔽电缆，但是不能用同一根电缆的不同芯线同时传输动力电源和信号。

对于模拟量信号电缆必须使用控制电缆。这种电缆的信号导线是双绞线，一是能够大大减少信号回路包围的面积，二是两根信号线到干扰源的距离大概相等，导线散布电容也基本相等，减少了感应耦合进入信号回路的差模干扰。

三、结束语

机组正常运行中，当干扰信号小于系统所能接受的值时，控制系统才能安全稳定运行，反之，当干扰信号大于系统所能承受的值时，相关干扰信号开始波动，系统不稳定。综上所述，虽然信号干扰是个复杂的问题，但只需遵循规范和标准，认真剖析和查找，仪控信号的干扰问题必定会有所改善。

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作者简介：

江斌 单位名称：重庆丰盛三峰环保发电有限公司 省市：重庆市 邮编：401356，出生年月：1970 年 7 月 性别：男 民族：汉 籍贯：重庆南川，学历：大学专科 职称：工程师 研究方向：热工仪表。

（作者单位：重庆丰盛三峰环保发电有限公司）