摘要：DCS系统对于现代各个企业和工厂来说有着十分重要的作用，为了保证其使用，DCS系统的接地工作需要专业人员引起高度重视。接地工作作为DCS系统安全使用的关键和核心，需要在安装和设置过程中引起高度重视，才能保证接地工作的顺利进行，从而保证DCS系统在运行过程中安全可靠，充分发挥其对工业生产的管理作用。由于DCS系统对工厂生产中的安全性和有效性有着十分重要的作用，所以保证DCS系统的正常运行是一项重要的工作。该文就DCS系统的抗干扰方式和接地方式进行了浅显探讨，这两方面是DCS系统正常运行的基础和前提，只有把这两方面的工作做到位，才能对DCS运行过程中出现的问题进行有条不紊的监控和解决，从而保证工业生产的高效性和持续性。
关键词：DCS系统；信号干扰；分类；接地；分析
引言
随着电站热控自动化水平的提高，分散控制系统（DCS）已广泛应用于电厂自动化控制。DCS 合理、可靠的系统接地是 DCS 系统正常工作的重要保证。DCS 接地可有效防止系统干扰，而 DCS接地系统的可靠性，又在很大程度上决定了该系统抗干扰能力的强弱。笔者就DCS 系统常见的干扰类型、接地方式及要求进行了分析，并阐述了DCS系统抗干扰措施。
一、DCS系统信号干扰的产生原因
（1）因电阻耦合引入所引发的DCS系统信号干扰分析在多种信号线以并联方式进行传输作业的过程当中，任何一种信号线所出现的绝缘材料老化问题均将导致其他信号线传输信号受到严重影响。与此同时，受到接地不合理因素的影响，极大的电位差同样可能导致信号干扰问题的产生。
（2）因供电线路引入所引发的DCS系统信号干扰分析
工业生产系统运行过程当中所涉及到的大型电气设备及开关装置往往会长时间且持续性的处于较为频繁的运动过程当中，由启动/停止切换动作所产生的电火花将导致电动机装置周边出现运动剧烈的交变磁场，进而导致信号高频干扰问题尤为显著。
（3）因雷击作用引入所引发的DCS系统信号干扰分析
雷击作用力的产生极有可能导致DCS系统周边出现强烈的电磁干扰问题。在出现信号干扰的同时，强烈的脉冲信号同样会导致DCS系统出现运行失控问题。
二、干扰抑制消除的方法
以上列举分析了产生干扰的几种原因，这些干扰如果得不到很好的抑制和防止，轻则影响系统的测量技术精度，因而使正常的控制无法实现，重则会造成设备损坏，笔者通过整理总结出了如下干扰抑制的方法：
2.1隔离
（1）保证信号线绝缘。使所有的信号线很好地绝缘，确保不漏电。这样，可有效防止由于接触引入的干扰。
（2）电缆分层敷设。将不同种类的信号线分层敷设，也就是动缆、控缆分层敷设。
（3）电气隔离。还有一种隔离是将信号源同DCS在电气上进行隔离，这样，会大大地减小共模干扰对计算机造成的危害。用隔离放大器将信号的输入端子与计算机部分完全隔离（有的系统中采用隔离变压器，或继电器等方式隔离，对开关量则可以采用光电器件，或继电器进行隔离）。这样，由于电位不同所产生的干扰信号形不成回路，抑制了干扰的危害。
（4）供电系统的隔离。为了防止供电线路上引入共模高频干扰信号，可以在供电线路上设隔离变压器进行干扰隔离。
2.2屏蔽
屏蔽是用金属（屏蔽体）把电场或磁场等外界干扰阻止在受干扰物之外。现场中常用的屏蔽手段是采用屏蔽电缆。使用屏蔽电缆时，应注意进入DCS的信号电缆应采用单点接地的方式。当屏蔽电缆有中继点时，在中继处应注意屏蔽层的连续性。为保证屏蔽层一点接地，屏蔽层外应有良好的绝缘性能。
2.3绞线
用双绞线代替两根平行导线是抑制磁场干扰的有效办法。每个小绞纽环中会通过交变的磁通，而这些变化磁通会在周围的导体中产生电动势，它由电磁通感应定律决定。分析得知，相邻绞纽环中在同一导体上产生的电动势方向相反，相互抵消，这对电磁干扰起到较好的抑制作用。
三、DCS系统的接地问题分析
（1）DCS系统的接地分类
按照接地作业目的的不同，在当前技术条件支持下，DCS系统的接地处理基本可以分为保护性接地与工作性接地这两种类型。前者主要是在将存在于DCS系统中一般状态下表现为不带电状态的金属部件与大地形成可靠性导电连接，在DCS系统出现故障而造成金属部件短路问题的情况下，这部分导电连接就能够合理减少带电体与大地之间的电位差，从而确保该区域内相关人员的人身安全；而后者主要是指以DCS系统与相关测量仪表装置为对象的接地处理，其最主要目的在于确保这部分测量仪表装置的测量精度及控制精度能够满足DCS系统的应用需求。
（2）DCS系统的接地原则
在DCS系统进行接地处理的过程当中，有以下几个方面的问题需要引起相关工作人员的特别关注与重视：①DCS系统信号电缆屏蔽层应当始终保持在非浮空状态，确保接地有效。第一种类型为：在DCS系统信号源处于浮空状态的情况下，信号电缆屏蔽层应当考虑在DCS系统计算机装置位置一侧进行接地处理；第二种类型为：在DCS系统信号源处于接地状态的情况下，DCS系统信号屏蔽层应当在信号源一侧位置进行接地处理；第三种情况下，在DCS系统屏蔽电缆经由接线盒装置合并或是分断处理的情况下，DCS系统信号屏蔽层应当在接线盒装置内部实现针对两侧电缆屏蔽层的有效连接处理作业；②为确保DCS系统信号电线电缆敷设作业的有效性，应当针对计算机电缆进行阻燃型对绞网屏蔽处理。在充分遵循以上两个方面原则的基础之上，整个DCS系统的接地方式示意图基本如下图所示（见图1）。
四、DCS系统的接地要点分析
针对DCS系统各组成部分应重点关注的接地要点是有所不同的，对于DCS电源系统而言，考虑到其已经与电气地连接为一体，则供电方式可以选取浮地模式（即供电两端位置与地相对应并没有产生压差问题）此过程当中应当重点关注如下几个方面的问题：①DCS电源系统配电箱装置应当为专门性配电箱，安装位置应当尽量布设于控制室电源进线位置，接地线与电气连接遵循就近接地原则；②对于配有UPS的DCS电源系统而言，UPS输入端接地线应当与电气地进行独立连接，且确保其外壳装置不与操作站或是控制站进行连接；③对于配有UPS的DCS电源系统而言，接地处理过程当中仅需要将电源系统零/相线引出并与操作/控制站电源进行连接即可。而对于DCS控制站而言，在确保控制站安装到位的情况下应当保持控制站所有金属部件与大地保持相对悬浮状态，配合交流侧与直流侧接地完成接地处理。与此同时，对于DCS操作站而言，其底部安装有专门的接地汇流排，安全接地及其外壳与此汇流排保持有效连接即可完成接地处理。
结语
DCS系统可靠运行是机组稳定运行、安全监控的重要前提。为此在DCS安装及调试过程中，一定要确保DCS接地正确可靠，接地电阻值符合设计及厂家要求，同时测量回路按照正确的屏蔽接线方式进行单端接地。
参考文献：
[1]鞠涛，艳莉，鹏等.接地技术在发电厂DCS控制系统上的应用[J].城市建设与商业网点，009（2）：2-233.
[2]胡涛.国际工程中DCS的接地及应注意的问题[J].石油规划设计，2001，（02）：36-38.
[3]周倩，鲁学农，张文景等.火电厂DCS系统信号抗干扰研究及实例[J].中国电力，2012，45（04）：64-67.
[4]黄振利，李珍.DCS系统工作接地保护装置的技术改良[J].自动化仪表，2004，（10）：59.
作者简介：
刘广毅（1987.9），男，甘肃，汉，本科，助理工程师，国电新疆红雁池发电有限公司，
论文作者:刘广毅
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/4
标签：系统论文; 干扰论文; 屏蔽论文; 信号论文; 电缆论文; 装置论文; 信号线论文; 《电力设备》2018年第1期论文;