DCS自動控制受電磁干擾的解決措施

132022 中國石油吉林石化公司有機合成廠 吉林 吉林|崔巍

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DCS自動控制受電磁干擾的解決措施

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DCS自動控制，不僅僅是工業(yè)生產(chǎn)的眼睛，同時還是工業(yè)生產(chǎn)的大腦。是化工生產(chǎn)最重要的控制部分，它能控制生產(chǎn)的平穩(wěn)性，減少人為失誤，同時提高生產(chǎn)控制的準確率，能夠及時通過對工藝設(shè)備里面的溫度、壓力、流量或液位進行控制，達到穩(wěn)準快的控制效果。如果自動化控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題，就會給工藝生產(chǎn)帶來極大的傷害，特別是對工藝產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量甚至是安全帶來極大的麻煩。自動控制；安全

DCS的概述

DCS是分散控制系統(tǒng)（Distributed Control System）的簡稱，一般稱為集散控制系統(tǒng)。它由過程控制系統(tǒng)和過程監(jiān)系統(tǒng)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的計算機系統(tǒng)，結(jié)合了計算機、通訊系統(tǒng)、顯示和控制系統(tǒng)等技術(shù)，其特點是集中操作、分散控制、更換硬件方便、組態(tài)便捷。

DCS自動控制故障現(xiàn)象

新建的乙丙生產(chǎn)裝置，選用的DCS為霍尼韋爾控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)穩(wěn)定性與兼容性好，生產(chǎn)控制穩(wěn)定。在開車調(diào)試過程，發(fā)現(xiàn)如下狀況：

為了保證生產(chǎn)平穩(wěn)性，實現(xiàn)自動控制，由操作人員將600號控制回路由手動控制狀態(tài)切換到自動控制狀態(tài)。經(jīng)過一段生產(chǎn)監(jiān)控，工藝操作人員發(fā)現(xiàn)，控制回路在沒有操作人員更改的情況下，一部分自動控制均切換到手動控制，使生產(chǎn)操作受到嚴重影響，同時操作人員無法正常監(jiān)控數(shù)據(jù)，造成生產(chǎn)波動。

DCS自動控制故障原因分析

自動控制掉到手動控制，判斷可能產(chǎn)生的原因由以下幾種：

a控制器是否故障：查看發(fā)生故障時控制器的工作記錄，檢查結(jié)果控制器運行正常，沒有發(fā)生任何故障。

b操作人員操作是否正確：查看操作人員的操作歷史記錄，檢查結(jié)果沒有操作人員更改操作控制。

c是否有電磁干擾：用示波器檢測600號所在的系統(tǒng)柜與儀表接線柜，發(fā)現(xiàn)600號的系統(tǒng)控制柜有強烈的電磁干擾現(xiàn)象。

DCS自動控制故障解決措施

電磁干擾是指電磁波與電子元件作用后而產(chǎn)生的干擾現(xiàn)象。

電磁干擾的危害

在化工廠自動控制系統(tǒng)受到電磁干擾時，可能出現(xiàn)失控、誤控或誤動作，使控制系統(tǒng)的可靠性能和有效性能降低，嚴重影響生產(chǎn)控制。電磁干擾侵入自動化系統(tǒng)，都可能引起自動控制系統(tǒng)的不正常工作，甚至損壞某些DCS卡件，造成生產(chǎn)無法正?？刂?。處理方案如下：

a規(guī)范接地

接地的目的：為了保證DCS系統(tǒng)運行安全可靠，人身安全和系統(tǒng)設(shè)備安全，正確規(guī)范的接地既能阻止外來干擾，又可以減小控制系統(tǒng)設(shè)備對外界的干擾影響。不規(guī)范的接地，嚴重時導(dǎo)致DCS系統(tǒng)無法正常工作。

b接地分類

屏蔽地：DCS系統(tǒng)中信號電纜的屏蔽層應(yīng)做屏蔽接地。接地方法有兩種：當廠區(qū)電氣專業(yè)接地網(wǎng)接地電阻小于1Ω時，則可接廠區(qū)電氣專業(yè)接地網(wǎng)。當廠區(qū)電氣專業(yè)接地網(wǎng)接地電阻較大時，應(yīng)獨立設(shè)置自控儀表接地系統(tǒng)，接地電阻小于4Ω。本安地：應(yīng)獨立設(shè)置接地系統(tǒng)，接地電阻小于1Ω。本安地的接地系統(tǒng)應(yīng)保持獨立，與廠區(qū)電氣地網(wǎng)或其它儀表系統(tǒng)接地網(wǎng)的距離應(yīng)在5m以上。

c保護地

保護地是為人身安全和電氣設(shè)備安全的接地。所有控制系統(tǒng)的控制機柜，操作站，儀表接線柜等設(shè)備均應(yīng)做保護接地。

解決接地隱患的措施：將所有控制系統(tǒng)柜，儀表接線柜，電氣接線柜的接地規(guī)范處理，避免接地不良造成的干擾。

d隔離

隔離安全柵概述：由于隔離安全柵信號線路無需共地，使得檢測和控制回路信號的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強，從而提高了整個系統(tǒng)的可靠性。隔離式安全柵可輸出兩路相互隔離的信號，以提供給使用同一信號源的兩個設(shè)備，并保證兩信號不互相干擾，同時提高所連接設(shè)備相互之間的電氣安全絕緣性能。

e隔離安全柵優(yōu)點

使用隔離式安全柵，大大增強了控制回路的抗干擾能力，提高自動控制系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性。

隔離式安全柵有保護功能電路，意外損壞的可能性較小，允許現(xiàn)場儀表帶電檢修，可減少影響生產(chǎn)的安全隱患。

隔離式安全柵有較強的信號處理能力。

當用戶同時應(yīng)用DCS和ESD時，選用一進二出的安全柵，可以有效地將兩個系統(tǒng)隔離開來，避免系統(tǒng)之間互相影響。

解決電磁干擾的措施：電磁干擾是從高電平電路向低電平電路侵入，因此控制室機柜間內(nèi)，防止電磁干擾的首要問題就是對所有儀表信號、電氣信號進行分類，包功率電平相近的儀表信號集中在一起，把電氣信號進行隔離出來防止電磁干擾。

因600號系統(tǒng)控制柜旁為電氣信號柜，電氣信號柜內(nèi)并未將電氣信號接入隔離安全柵，所以將貼近600號控制系統(tǒng)柜的所有電氣信號，在電氣機柜間內(nèi)，將所有輸入給DCS的電氣信號接上隔離安全柵，消除電磁干擾。

結(jié)語

經(jīng)過規(guī)范接地、將電氣信號接入隔離安全柵的處理，使得自動控制系統(tǒng)恢復(fù)正常，達到平穩(wěn)可靠的運行。

參考：

［1］董光天，王歡.《電磁干擾檢測與控制1000問》，2009年人民郵電出版社出版

［2］莫里森.《接地與屏蔽技術(shù)》，2006年機械工業(yè)出版社出版

［3］徐義亨.《工業(yè)控制工程中的抗干擾技術(shù)》.出版社：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社