垃圾焚燒發(fā)電廠儀控檢測干擾問題的分析

【摘?要】垃圾焚燒發(fā)電廠控制系統(tǒng)普遍采用分布式集散控制系統(tǒng)（DCS），在生產(chǎn)實踐過程中信號干擾現(xiàn)象是影響DCS系統(tǒng)正常工作的一個首要因素，特別是垃圾的氣體腐蝕性問題嚴重干擾了信號的傳輸，文章針對儀控測量信號干擾源進行了解析，并提出了測量信號避免干擾的舉措。基于此，本文首先簡要分析了儀控干擾信號的來源，隨后分析了抑制干擾的措施中應注意的問題，以此供相關人士交流參考。

【關鍵詞】干擾信號;接地方式;氣體腐蝕

引言

現(xiàn)代工廠自動化程度要求越來越高，其對現(xiàn)場測量信號的準確性，快速性和穩(wěn)定性的要求也越高，如何避免信號干擾也就擺在了儀控人員的面前。

儀控測量信號大都是弱電信號，主要有AI、AO、DI、DO、PI等，又分為mA、mV、電阻、脈沖等弱電信號，儀控信號主要把各種不同的物理、化學、電學等變化量進行轉換為電信號進行測量顯示不同狀態(tài)的數(shù)值，信號被干擾會導致測量數(shù)值發(fā)生畸變、晃動，乃至消失，使DCS操縱系統(tǒng)采集的運行工況參數(shù)失真而嚴重影響機組經(jīng)濟穩(wěn)定運行。

一、熱控干擾信號的來源

常見的干擾信號的來源分別有：①信號電纜和動力電纜間距太近，電磁干擾嚴重。②信號電纜和動力電纜未分層敷設，積聚電荷的干擾。③信號電纜鄰近有大功率用電器如電焊機、大功率變頻器，渦流電流的干擾。④信號電纜、電纜橋架接地欠好或信號電纜屏障線接法錯誤，導致屏蔽不好。⑤控制柜及柜內(nèi)接線方式錯誤。⑥信號電纜鄰近有無線通訊設備的高頻干擾等。以上情況均會在信號回路中產(chǎn)生干擾電勢，對于DCS系統(tǒng)主要有以下幾個類型的干擾。

（一）控制機柜內(nèi)部的干擾

機柜內(nèi)部的干擾首要來源于機柜內(nèi)部的不同功能的元器件，特別是大功率元器件電流大幅波動引起的磁場變化干擾，完善接地系統(tǒng)良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害?？刂葡到y(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護地等，接地可以保證安全，同時可以抑制干擾，完善的接地系統(tǒng)是控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。電源線、外回路供電信號線產(chǎn)生的交變磁場就會對模擬量信號線產(chǎn)生干擾。同時，還會出現(xiàn)由于接線不良產(chǎn)生的熱電勢或由金屬腐蝕釀成的化學電勢，這些電勢在處于信號回路中時也會成為干擾信號。

（二）信號線引入系統(tǒng)的干擾

信號線將當場信號輸入到限制機柜，其經(jīng)過的現(xiàn)場環(huán)境異常復雜，極易產(chǎn)生干擾。信號線屏障處理不當會帶來嚴重的干擾：比如，本人所處的垃圾焚燒發(fā)電廠內(nèi)發(fā)生過大功率變頻器對視頻信號的影響，當變頻器工作時，視頻全是雪花狀，根本無法看清視頻。后來為抑制變頻器的干擾采取了以下幾種方式，加隔離變壓器，主要是針對來自電源的傳導干擾，可以將絕大部分的傳導干擾阻隔在隔離變壓器之前。使用濾波器，濾波器具有較強的抗干擾能力，還具有防止將設備本身的干擾傳導給電源，使用輸出電抗器，在變頻器到電動機之間增加交流電抗器主要是減少變頻器輸出在能量傳輸過程中線路產(chǎn)生電磁輻射，影響其它設備正常工作。

二、抑制干擾的措施

生產(chǎn)現(xiàn)場要充分考慮干擾來源，采取必要的措施來抑制干擾的影響，主要通過以下幾個方面：

（一）完善系統(tǒng)接地，選擇正確的系統(tǒng)接地方式

電纜屏蔽層只一點接地，有時施工人員沒有引起重視，現(xiàn)場端和控制柜端均進行了接地，就造成電纜屏蔽層兩端A、B都接地，存在電位差，有電流流過屏蔽層，當發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時，地線電流將更大。此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構成閉合環(huán)路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內(nèi)又會出現(xiàn)感應電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。

DCS控制器為了與所控的各個設備同電位而接地叫系統(tǒng)接地，接地電阻值不得大于2Ω，通常將設備系統(tǒng)地和控制柜內(nèi)開關電源負端接在一起，作為控制系統(tǒng)地。

保護地和信號地（邏輯地、屏障地等），主要為排斥電子噪聲干擾，為整個控制系統(tǒng)提供一個公共信號參考點（即參考零電位），若系統(tǒng)地與其它接地混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響DCS內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。DCS工作的邏輯電壓一般為24V，搞干擾能力低，在絕緣不良的情況下，交流電對DCS控制信號的干擾更嚴重，邏輯地電位的分布干擾，容易影響DCS的邏輯運算或造成死機，也會導致測量精度下降。

信號與屏蔽接地一般要求信號線必須要有參考地，屏蔽電纜遇到有可能產(chǎn)生傳導干擾的場合，也要在就地或者控制室接地，防止形成“地環(huán)路”。信號源接地時，屏蔽層應在信號側接地;不接地時，應在DCS側接地;信號線中間有接頭時，屏蔽層應牢固連接并進行絕緣處理，一定要避免多點接地;多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏蔽電纜連接時，各屏蔽層應相互連接好，并經(jīng)絕緣處理，選擇適當?shù)慕拥靥巻吸c接點?，F(xiàn)場儀表端屏蔽線經(jīng)常發(fā)現(xiàn)未進行包扎，很容易與機殼接觸造成兩端接地。

（二）根據(jù)不同信號選擇專用電纜和規(guī)范的施工可有效減少干擾

對于不同的信號要選用各自的電纜進行傳輸。DCS系統(tǒng)中開關量信號的傳輸信號理論上不用障蔽電纜，但是不能用同一根電纜的不同芯線同時傳輸動力電源和信號。

對于模擬量信號電纜必須使用控制電纜。這種電纜的信號導線是雙絞線，一是能夠大大減少信號回路包圍的面積，二是兩根信號線到干擾源的距離大概相等，導線散布電容也基本相等，減少了感應耦合進入信號回路的差模干擾。

三、結束語

機組正常運行中，當干擾信號小于系統(tǒng)所能接受的值時，控制系統(tǒng)才能安全穩(wěn)定運行，反之，當干擾信號大于系統(tǒng)所能承受的值時，相關干擾信號開始波動，系統(tǒng)不穩(wěn)定。綜上所述，雖然信號干擾是個復雜的問題，但只需遵循規(guī)范和標準，認真剖析和查找，儀控信號的干擾問題必定會有所改善。

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作者簡介：

江斌?單位名稱：重慶豐盛三峰環(huán)保發(fā)電有限公司?省市：重慶市 郵編：401356，出生年月：1970 年 7 月 性別：男 民族：漢 籍貫：重慶南川，學歷：大學?？?職稱：工程師 研究方向：熱工儀表。

（作者單位：重慶豐盛三峰環(huán)保發(fā)電有限公司）