DCS控制系统应用中的抗干扰问题

内部的干扰主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生

如：逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于DCS制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容，比较复杂，作为应用部门是无法改变的，可不必过多考虑，但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。

2 DCS控制系统现场应用的抗干扰设计

为了保证系统在电力电磁环境中免受或减少内外电磁干扰，必须从设计阶段开始便采取三个方面抑制措施：抑制干扰源；切断或衰减电磁干扰的传播途径；提高装置和系统的抗干扰能力。这三点就是抑制电磁干扰的基本原则。 DCS控制系统的抗干扰是一个系统工程，要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品，且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以全面考虑，并结合具体情况进行综合设计，才能保证系统的电磁兼容性和运行可靠性。在进行具体工程的抗干扰设计时，主要从以下两个方面考虑：

2.1 设备选型在选择设备时，首先，要选择有较高抗干扰能力的产品，其包括了电磁兼容性（EMC），尤其是抗外部干扰能力，如：采用浮地技术、隔离性能好的DCS系统；其次，还应了解生产厂给出的抗干扰指标，如：共模抑制比、差模抑制比、耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作；严格按我国的标准 （GB／T13926）合理选择。另外是靠考察其在类似工程中的应用实绩。

2.2 综合抗干扰设计

主要考虑来自系统外部的几种抑制措施。主要内容包括：对DCS系统及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰；对外引线进行隔离、滤波，特别是动力电缆应分层布置，以防通过外引线引入传导电磁干扰；正确设计接地点和接地装置，完善接地系统。另外，还必须利用软件手段，提高系统的安全可靠性。

3 主要抗干扰措施

3.1 采用性能优良的电源

抑制电源引入的干扰在DCS控制系统中，电源占有极重要的地位。电源干扰串人DCS控制系统主要通过DCS系统的供电电源（如CPU电源、I/O电源等）和与DCS系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。目前，对于DCS系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好的电源，而对于变送器供电的电源和DCS系统有直接电气连接的仪表的供电电源，并没受到足够的重视，虽然采取了一定的隔离措施，但普遍还不够。因此，现场多采用在线式不间断供电电源（UPS）供电，提高供电的安全可靠性，其UPS还应具有较强的干扰隔离性能，它是一种DCS控制系统的理想电源。

3.2 电缆选择和敷设

为了减少动力电缆辐射电磁干扰，尤其是变频装置馈线电缆，应采用铜带铠装屏蔽电力电缆，能够取得满意的效果，从而降低动力线产生的电磁干扰。不同类型的信号分别由不同电缆传输，信号电缆应按传输信号种类分层敷设，严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号，避免信号线与动力电缆靠近平行敷设，以减少电磁干扰。

3.3 硬件滤波及软件抗干扰措施

信号在接入计算机前，在信号线与地间并接电容，以减少共模干扰；在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。由于电磁干扰的复杂性，要根本消除干扰影响是不可能的。因此，在DCS控制系统的软件设计和组态时，还应在软件方面进行抗干扰处理，进一步提高系统的可靠性。常用的一些措施：数字滤波和工频整形采样，可有效消除周期性干扰；定时校正参考点电位，并采用动态零点，可有效防止电位漂移；采用信息冗余技术，设计相应的软件标志位；采用间接跳转，设置软件陷阱等提高软件结构的可靠性。

3.4 正确选择接地点

完善接地系统完善的接地系统是DCS控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。系统接地方式有：浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。对DCS控制系统而言，它属高速低电平控制装置，应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输人装置滤波等的影响，装置之间的信号交换频率一般都低于1 MHz，所以DCS控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的DCS系统适于并联一点接地方式，各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。如果装置间距较大，应采用串联一点接地方式。用1根大截面铜母线（或绝缘电缆）连接各装置的柜体中心接地点，然后将接地母线直接连接接地极。接地线采用截面大于22 mm 的铜导线，总母线使用截面大于60 mm 的铜排。接地极的接地电阻小于2Ω，而且DCS系统接地点必须与强电设备接地点相距10 m 以上。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地。要严格按DCS厂家的接地要求接地。