火力发电厂DCS系统抗干扰措施探讨

摘要：在我国现阶段中，大多数火力发电厂为了保障机组能够顺利有序的运行，相继使用了DCS系统，此系统对机组的正常运行具有积极的促进作用。该系统在保障机组运行方面效果显著。但是由于一些原因的影响，使得DCS系统常常会出现一些干扰问题，这严重影响机组的运行稳定性。鉴于此，笔者以对火力发电厂DCS系统运行常见干扰问题为切入点进行了分析，并提出有效的措施予以处理。

关键词：火力发电厂；DCS系统；问题；措施

中图分类号：TM621文献标识码： A

一、DCS系统的干扰因素

（1）、信号线的干扰

与DCS控制系统连接的各类信号传输线，不仅仅是传输有效的各类信息，还会有外部干扰信号侵入。这种干扰途径主要有两种：一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；二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。这些干扰信号的侵入，将引起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）、接地系统的干扰

在DCS系统中，各种设备、仪器仪表都需要接地。提高电子设备电磁兼容性的有效手段之一就是接地。正确的接地，不仅能抑制设备向外发出干扰，还能抑制电磁干扰的影响；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使DCS系统将无法正常工作。DCS系统接地是一个复杂的问题，这不仅由于信号类型多数量大，还由于各厂家对接地的划分、要求不一，造成接地概念的混淆。不同的接地系统之间存在电势差因而形成“地环流”、“接地回路”。当环流很大时，会出现很高的共模噪声电压，直接作用于信号线，将产生很大的干扰。

（3）、安装材料及设备问题的干扰

接入DCS系统的控制信号通常采用电缆作为传输介质将信号送至DCS系统，当信号电缆绝缘材料老化，屏蔽材质损坏，即会被其他电磁干扰源干扰，干扰会造成测量的误差，严重的干扰会造成设备损坏。

（4）、施工不规范产生的干扰

在DCS控制系统中，往往有很多信号同时接入DCS，这些信号线或者走电缆槽，或者走电缆管，造成现场很多不同种类电缆在同一个路径附设。这些信号之间均有分布电容存在，会通过这些分布电容将干扰加到别的信号线上。同时，在传输信号的周围环境产生交变的磁通，例如动力线、电动机、发电机、电源变压器和继电器等都会产生这种磁场。这些磁场往往会造成较大的干扰。

二、DCS信号抗干扰的解决措施

（1）、做好系统的运行维护工作

通过网络测试仪器经常性的测试DCS系统的通信负荷率，以保障机组出现问题时，网络负荷率能够处于规定范畴内。在对机组检修过程中还应基于DCS系统的DPU做逐个复位，并且，及时的删掉组态内一些没有任何价值的I/O节点，以此进一步强化DPU组态。与此同时，还要全面清理干净DCS模件、滤网等，防止因灰尘的大量堆积而阻碍了应用系统的有序运行。对于条件过硬的火力发电厂，可以把DCS系统网络变成双层网络拓扑机构，以分离管理与系统这两个网络，对于DCS运行网络的安全稳定性起到了重要的保障作用。加强巡检与定期检查，主要涉及的内容有：做好DCS系统的风扇定期检查工作，主要看其运行正常与否，风道是否存在堵塞现象；检查所有的通讯线路，看其连接的可靠牢固性、接口有无异常；开展所有端子、模件的定期检测试验工作，保障其运行的良好性；做好机组运行时设备的维护与巡检工作，仔细查看其通讯情况，防止由于通信故障而导致系统无法正常运行。根据系统故障编制详细的应急措施，包括故障的紧急处理、技术、检修等内容，有效保障机组在可靠安全的状态下良好运行。对系统升级改造时，必须先进行深入的调研，同时，制定详细完善的系统升级方案，并且，明确具体的技术与安全措施，从而提升DCS系统和机组设备运行的安全性、稳定性。

（2）、设备选型

在选择设备时，首先要选择有较强抗干扰能力的系统设备，包括电磁兼容性，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。系统性能本身的好坏，直接关系到整个DCS控制系统的性能。

（3）、滤波

滤波是抑制干扰传导的一种重要方法。由于干扰源发出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽得多，所以，在接受器接收有用信号时，那些不希望有的干扰也会接收到。在这种情况下，采用滤波的方法，将干扰频率成分加以抑制，只让所需要的频率成分通过。常用滤波器根据其频率特性又可分为高通、低通、带通、带阻等滤波器。高通滤波器只通过高频成分，而低于截止频率的成分则受抑制、衰减，不让通过。低通滤波器只让低频成分通过，而高于截止频率的成分则受抑制、衰减，不让通过。带通滤波器只让某一频带范围内的频率成分通过，而低于下截止和高于上截止频率的成分均受抑制，不让通过。低于下截止和高于上截止频率的频率成分则可通过，带阻滤波器只抑制某一频率范围内的频率成分，不让其通过。

（4）、DCS系统隔离

DCS隔离是隔离开来接收系统与干扰源，使有用信号正常传输，而干扰耦合通道被切断，达到抑制干扰的目的。DCS系统常见隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。

1、光电隔离

光电隔离是在隔离的两端间以光作媒介进行信号传输的，所用的器件是光电耦合器。由于光电耦合器在传输信息时，是借助于光作为媒介物进行耦合，因而具有较强的抗干扰和隔离的能力。由于光电耦合器具有三极管、二极管的电气特性，使它能方便地组合成各种电路。

2、变压器隔离

对于交流信号的传输一般使用变压器隔离干扰信号的办法。隔离变压器也是常用的隔离部件，用来阻断交流信号中的直流干扰和抑制低频干扰信号的强度。隔离变压器把各种模拟负载和数字信号源隔离开来，也就是把模拟地和数字地断开。传输信号通过变压器获得通路，而共模干扰由于不形成回路而被抑制。

3、继电器隔离

继电器线圈和触点没有直接的电的联系，仅有机械上形成联系，因此可利用继电器线圈接受电信号，而要实现强电和弱电的隔离，要利用其传输电信号和触点控制，与此同时，由于继电器触点较多，且其触点能承受较大的负载电流，所以具有非常广泛的应用。

（5）、处理通信网络系统故障

为了有效防止节点总线故障，应通过双路冗余配置的方式来防止由于一处总线出现故障而对整体造成影响的情况。关于就地总线故障方面，要科学合理的处理就地总线和就地设备的联接点，在设备的拆卸与安装过程中，禁止对总线的正常运行造成影响，应将总线分支设置于碰触不到的地方，并且，就地总线应选用双路冗余配置，这样通信就会更加的可靠。

三、结语

火力发电厂肩负着电能生产的重要责任，机组的安全、稳定、可靠运行尤为重要。因此，首先从意识上重视DCS系统接地工作，其次从技术方面满足规程规范及DCS厂家技术要求，其中包括设计方案合理、安装施工规范以及平常运行维护检查等等。仔细对实践应用中常见的一些故障问题进行分析，提出有效的解决措施，有利于相关人员在今后类似工作中发现相同问题时能有效的做出判断，采取相应的措施予以处理。

参考文献

[1]钟达红，桂春平.DCS系统中给水泵汽轮机保护回路故障的分析处理[J].华东电力，2012(3).

[2]朱维国．DCS系统运行与维护经验浅谈[J]．计算机光盘软件与应用，2010，(6)．

[3]钟达红，桂春平.DCS系统中给水泵汽轮机保护回路故障的分析处理[J].华东电力，2012(3).

邓涛（1983-），本科学历，2008年毕业于武汉工程大学 自动化专业，助理工程师，从事火电厂脱硫脱销系统热控设计

徐雯丽（1986-），专科学历，2007年毕业于武汉电力职业技术学院 火电厂集控运行专业，助理工程师，从事火力发电厂脱硫脱硝自动化控制设计