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* 能 源 与 动 力 工 程 学 院 School of Energy Power Engineering 《大型火电机组自动化——DCS抗干扰》 * 分散控制系统的抗干扰 工作地点：动力搂一楼102室 联系方式： 027 -讲授: 制作: 高伟 第一节 概述 第二节 提高DCS自身的抗干扰能力 第三节 常见干扰信息的抑制 分散控制系统的抗干扰 电厂大型单元机组的DCS系统的监视与控制点多，分布范围广，传输距离相对较远，且处在： 高电压和大电流产生的强电磁场之中； 局部环境温度的高梯度分布之中； 谐波电源之中； 无线电通信(对讲机、移动电话等) 之中； 在此较恶劣的环境下，采用的电子器件、微处理器、数字化传输的DCS极易受到这些幅值与时间具有随机性的干扰源的干扰。 第一节 概述 任何干扰进入系统，都不利于系统的正常安全运行。例如： 用于现场信息传输模拟量和开关量受到干扰时，尽管有些干扰电平甚小，一旦进入装置的输入端，而所采取的抑制措施又不利时，经装置放大后，极易造成误差，给电厂值班人员的判断、处理带来困难。 对于数字量传输信息，由于强干扰的存在又未能有效抑制时，则可能造成通信系统的破坏，使DCS系统不能正常工作，甚至造成不必要的损失。 干扰信息是客观存在的。要解决DCS系统的干扰问题，应从以下两个方面着手: (1) 要提高DCS自身抗干扰能力， (2) 要研究电厂中常见干扰信息的有效抑制措施。 返回 DCS系统或其他计算机系统或电子线路其抗干扰能力常用: 共模电压、 差模电压、 共模抑制比、 差模抑制比 来表示。下图分别画出了差模干扰等效电路图和共模干扰等效电路图。 第二节 提高DCS自身的抗干扰能力 图(a)中，差模抑制比NMRR(normaImade rejection ratio)定义为： 为差模干扰电压Enm引起的折算到输入端的偏移电压。 图(b)中，共模抑制比CMRR(common moderejection ratio)定义为: 当输入信号为零时，由加入共模电压Ecm在输入端产生的等效差模电压。 共模抑制比CMRR的另一种表达方式为: 式中 、 分别表示输入端和输出端信噪电压比。 为了有效抗干扰,在电力规划设计总院《单元机组分散控制系统设计若干技术问题规定》中对DCS系统自身的抗干扰能力提出了以下具体要求: 共模电压： ≥250V； 共模抑制比： ≥90dB； 差模电压： ≥60V； 差模抑制比： ≥60dB。 返回 要消除常见干扰信息，最彻底地消除干扰源是最理想的，但往往受到技术、经济等因素的制约。 现实的办法是采取抑制措施，以降低干扰的影响程度，保证装置的灵敏度、精度和可靠性的要求，从而保证单元机组的长期稳定运行。 (1)输入电路干扰抑制 DCS系统其输入信息中的干扰形式是多种多样的，处理起来较麻烦。抑制输入信息中的干扰信息时，通常采用以下措施： 第三节 常见干扰信息的抑制 应根据其电路功能、信息类别、可能的干扰形式，认真细致地查找，反复测试干扰。 采用共模输入时(较多)，由于信息取样点的地电位或输入参数对称性欠佳等,易于使其转化为差模干扰信息。可采用减小取样点与输入接口间地电位差值、或改善输入电路元件参数保证优良的对称性等措施，减少其共模电压值。 采用差模输入时，应用PC、PF电容即可滤掉干扰，或增加延时等修改软件的办法均可收到明显的效果。 对逻辑电路，只要其干扰信息不致于造成电路的翻转，则可认为是允许的。其允许限额为： 对于继电电路决定于继电器的启动与返回电压值， 对于电子电路决定于饱和导通与截止的门槛电压值， ——它们又与装置的电源电压有关。具体容限应根据具体电路确定。一般来说，取装置电源的土10％作为干扰的容限电压。 DCS系统的接地系统和输入电路中采样点地电位是常见的、重要的、复杂的问题。可靠的接地系统和输人通道屏蔽电缆屏蔽层正确的接地方式是抑制干扰，保证DCS正常工作的有力措施。 (2)接地抗干扰 DCS系统的正确接地，可以： ① 提供了一个供电返回通道，从而使系统中的所有信号有一个公共参考点；使得从外部信号源进入系统的交流噪声的影响变为最小。 ② 保证了系统中的模拟量测量电路有一个稳定的参考点，使外部干扰对系统的作用最小； DCS的接地系统分三部分构成： ①供电返回接地部分； ②模拟信号参考接地部分； ③机柜和外壳接地部分； 这三部分互相隔离，但要在一个点上连接起来，以保证系统各个部分之间有一公共电位。 理想情况下，如