DCS抗干扰和接地设计问题的讨论.docVIP

DCS抗干扰和接地设计问题的讨论 随着科学技术的发展，我厂已经普遍使用了DCS，对于DCS来说，最大的问题就是抗干扰问题的解决。通过这些年的工作经验，我也总结了一些经验。 首先，干扰无论对于常规仪表还是计算机系统都是防范的重点。如果单从工作信号的制式看，数字信号应当比模拟信号有更好的抗干扰性能。但是DCS是一个比较大的系统，与单台仪表，单个回路相比较引入的回路数多，收入线路的覆盖范围大大增加，因而更加容易引入干扰。同时干扰一旦进入计算机，影响的范围可能是整个系统，较之常规仪表后果更加严重，因此计算机系统比常规仪表更加需要关注抗干扰问题。 目前对于计算机系统干扰的分类是以进入计算机的传输通道的不同为主要线索，同时参照干扰产生的根源来区分的。此种分类并无不妥，但是具体归类上应当有所调整。我作了以下分类：干扰分为辐射干扰与传输干扰，都是从干扰进入计算机系统的方式上来区分的。简单的理解辐射是无线的进入，传输是有线的进入。 辐射干扰是干扰信号以电磁波辐射的形式进入计算机正在工作的硬件和软件环境中，干扰它的正常运行。而按其产生的来源又可分为如下两种： 来自计算机外部空间的电磁波辐射干扰 它主要是由电力网络和设备运行中的暂态过程，雷电，大功率无线电设施和电力设备产生的电磁波，作为工业过程主要是大型电力设备的强电流，高压母线的高压电场的交谈磁场等的干扰。它对计算机的侵入途径主要有两条：一条是是从空间直接辐射到计算机内部，另一条是先辐射到外围设备或通讯线路再以线路传输方式侵入计算机。 来自计算机内部的电磁波辐射干扰 这种干扰主要是计算机内部设备，电路以及元器件之间相互产生的电磁辐射干扰。这种类型的干扰对用户可以说是天生的，是无法处理的。只能依靠选择可靠的供应商提供应用实际好的计算机产品来保证。 传输干扰是在计算机的能源和信号传输过程中间，通过传输线路进入计算机内部，它一般可以分成以下3种形式。1）电源的干扰。电源引入的干扰，有电网的干扰主要指工频交流，也有空间电磁波以及开关，电动机等电器设备产生的电火花激发的高频交变磁场。这些干扰传输的通道有以下几条，一条是计算机本身的开关电源有缺陷，可能串入干扰；第二条是传感器的供电电源或者配电器引入干扰，通过输入的信号线进入计算机；第三条是电源干扰以空间电磁波形式直接辐射到输入的信号线上进入计算机；第四条是生产流程中间的用电设备绝缘不良，或者绝缘性能下降，以及其他情况导致用电设备漏电在测量线路上产生纵向干扰，严重时可能烧坏安全栅，使回路失控。 2接地混乱引起的干扰。由于大地电位分布不均，不同的接地点存在着电位差。如果接地混乱可能产生地环路电流。例如计算机的输入信号线和屏蔽层之间存在分布电容，一旦信号侧已经接地而屏蔽层又在非信号侧接地，或者屏蔽层在两地点都接地，因两地点存在电位差都可能干扰。再如逻辑地，地与其他接地处理不得当，产生地环路电流在地线上产生不等电位分布，将影响逻辑电路和模拟电路的工作。 雷电干扰。这里把雷电和类似雷电的能够在信号回路中感应出委高冲击电压的干扰都归于雷电干扰一类。工业环境中大型金属设备，钢结构构架周围，有远方传输信号线的终端都容易受到雷电的干扰。当天空中间出现雷电，或者出现高压电场时，它能使仪表信号周围产生感应磁场，信号回路会感应出很高冲击电压。这种高冲击电压不但会造成回路的强烈干扰，使回路无法工作甚至会烧坏安全栅或输入卡件。 实际生产与此无关中干扰的产生是千差万别的，是没有约束条件的，不可能把所有的干扰因素完全包括在上述的分类当中。 抗干扰措施一般来说应当有针对性。这样才是合理的，经济的。但是很多工程项目干扰可能在项目投入生产后才表现出来，或者在设防不完善的情况下在某个缺口侵入进来。因此干扰措施要求尽可能完善的设防，事实上干扰的效果只有在采取综合性的措施时，才能体现出来。 传输线路的处理 传输干扰是通过线路传输进入计算机的，因此阻断干扰也应当从线路的处理上进行如下设防。1）传输线路的隔离处理。线路的隔离处理包括两种含义，一种是可靠的绝缘；另一种是合理配线。实际上也就是防止通过漏和耦合传输进系统。 绝缘主要是指导线和其他绝缘材料的耐压等级，绝缘电阻的要求。同时施工当中导线的防水，防尘，防鼠，防高温等也应当考虑，要保证有长期保持绝缘等级要求的措施，才能够使干扰电流不漏进系统来。 合理配线则主要是施工的问题。比如信号线与动力线尽可能垂直，不得不平行时则尽可能保持大的间距；穿管敷设时两者必须分开在不同的管内；采用汇线槽敷设时不同各类信号线，信号线与动力线之间要设置分隔金属板；同一多芯电缆内不宜有不同各类的信号等。这些挂旗可以有效地减少干扰信号的耦合，同时还应结合其他方法才可能有好的效果。2）传输线路采用双绞线。传输线路采用双绞线虽然也属于减少电磁耦合的