试论PLC、DCS系统干扰问题及解决方案.docVIP

精品论文 参考文献 试论PLC、DCS系统干扰问题及解决方案 中国石油哈尔滨石化公司 摘要：PLC控制系统在石油化工企业中得到广泛应用，主要体现在自动化控制生产装置方面，在保证企业自动化控制系统安全稳定运行上发挥着重要的作用。但就系统运行实际情况来看，PLC、DCS系统往往存在干扰问题，严重影响系统运行效率，因此采取可行的抗干扰措施以营造优良的PLC控制系统运行环境是非常必要的。本文就PLC、DCS系统干扰问题进行分析，并提出科学化的解决方案，仅供相关人员参考。 关键词：PLC；DCS系统；干扰；系统；解决方法 现代科学技术不断发展进步，石油化工生产控制工作难度不断加大，PLC控制系统逐步得到广泛应用，系统运行稳定性和可靠性直接关系着企业的安全运行和综合效益，在此种条件下，相关技术人员应当积极采取有效措施增强PLC系统的抗干扰能力，从而促进PLC、DCS系统干扰问题的妥善解决，保证系统的高效运行。 1 电磁干扰源及对系统的干扰 就PLC、DCS系统运行的实际情况来看，一般情况下，PLC、DCS系统的干扰源主要形成于电流或电压剧烈变化部位，在这一过程中电荷发生剧烈移动，此种情况下噪声源得以产生，也就是干扰源。PLC、DCS系统干扰类型具有一定特殊性，划分标准也各不相同，通常情况下按照干扰产生原因、噪声干扰模式以及噪声波形性质进行划分，以便采取有效的抗干扰措施来保证PLC、DCS系统的安全稳定运行。 按照噪声波形性质的不同，可以将干扰分为持续噪声、偶发噪声等；在不同的噪声产生原因下，干扰主要有放电噪声、高频振荡噪声和浪涌噪声等；在不同的声音干扰形式下，干扰主要表现为共模干扰和差模干扰两种形式。共模干扰是信号对地面的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压送加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏，这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指用于信号两极间得干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。 2 PLC控制系统中电磁干扰的主要来源 2.1来自空间的辐射干扰 空间的辐射电磁场主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若PLC 系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径；一是直接对PLC 内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对PLC 通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC 局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。 2.2来自系统外引线的干扰 主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。 2.3来自电源的干扰 PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路到电源边。PLC 电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，绝对隔离是不可能的。 2.4来自信号线引入的干扰 与PLC 控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信号之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽略；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。 由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动和死机。 2.5来自接地系统混乱时的干扰 接地是提高电子设备电磁兼容性的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC 系统将无法正常工作。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主