西安如通石油工程技术服务有限公司陕西西安710018
摘要：自动化控制仪表是人类认识世界、创造文明的工具，是人类对物质信息进行测量与控制的科学手段。发展自动化控制仪表与DCS系统技术，已成为工业生产消除瓶颈制约、努力增效创收的重要措施。本文简单对自控仪表与DCS进行了分析，并结合自控仪表与DCS面临的干扰问题提出了抗干扰措施。
关键词：自控仪表；DCS；干扰；措施
引言
现代工业生产过程正在向着大型化、连续化和自动化方向发展，保证控制系统稳定和安全运行就显得至关重要。随着DCS控制系统集成化程度不断提高，系统所使用的自动化控制仪表、输入和输出设备日渐增多。DCS控制系统所要处理的信号电压类型更为复杂多样。DCS控制系统和自动化控制仪表在企业生产安全高效运行和产品质量保证、产量提高中发挥越来越重要的作用。在实际生产过程中，各种各样的干扰和不安全因素在影响着自控仪表及DCS系统的正常工作，给生产和工作带来安全隐患，因此，企业必须采取有效措施提高自控仪表与DCS的抗干扰能力。
1自控仪表与DCS简析
1.1自控仪表
自控仪表即自动化控制仪表，一般具有报警、控制、测量、记录、显示等功能，由自动化元件组成。自控仪表是自动控制系统中重要的组成部分，主要由显示器、变送器、传感器等系统组成。常见的自控仪表有温度仪表、压力仪表、物料仪表、流量仪表、过程分析仪等自动化控制仪表。
1.2DCS系统
DCS是分布式控制系统的英文缩写，在国内自控行业又称为集散控制系统，它是一种新型的计算机控制系统，主要采取的是分散控制、集中操作的方法。这种系统的好处是可靠性高，由于不同的系统承担的功能不同，当一台设备出现问题时，不会影响其他设备的正常运行，将损失降到了最低，发生损坏的范围也比较小。
2自控仪表与DCS面临的干扰问题
2.1外部干扰
DCS系统是由复杂集成电路和机械部件组成的电子系统，所处复杂环境对其产生的干扰不容忽视。如大功率电气设备、无线通讯设备、雷电等气象变化等都是外部干扰源。由于机械振动或冲击，使仪表或装置中的电气元件发生振动、变形，连接线发生位移，指针发生抖动、仪器接头松动等。此外，温度波动以及环境温度变化会引起仪表和装置的电路元器件的参数变化。环境湿度增加会引起绝缘体的绝缘电阻下降，漏电流增加，电介质的介电系数增加，电容量增加。
2.2内部干扰
由于生产控制运用到各种各样用电设备、导线、变压设备、电力线路等，这些设备线路都能够产生一定的电磁波，这些电磁波都会对自控仪表和DCS系统产生干扰，并且强烈的电磁波也有可能破坏仪表。此外，电场和磁场的变换也在测量装置的有关电路或导线中感应出干扰电压，从而影响仪表及系统的正常工作。当使用电子开关、脉冲发生器时，因为其工作中会使电流发生急剧变化，形成非常陡峭的电流、电压前沿，具有一定能量和丰富的高次谐波分量，会在其周围产生交流电磁场，从而引起感应干扰。
3自控仪表与DCS的抗干扰措施
3.1环境的抗干扰
对环境的抗干扰措施实施是一个整体的防护。中控室的建筑材料都是采用混凝土之类的抗干扰性能比较好的材料，地面的用材也选用抗静电的水磨石，所处环境的抗干扰性能对设备的运行起着重要的作用。在DCS系统中，接地是抑制噪声和防止干扰的主要方法，保护接地将DCS中平时不带电的金属部分（机柜外壳、操作台外壳等）与地之间形成良好的导电连接，使机壳和地等电位，以保护设备和人身安全。屏蔽接地把现场信号传输时所受到的干扰屏蔽掉，以提高信号精度。DCS系统中信号电缆的屏蔽层应做屏蔽接地，线缆屏蔽层必须一端接地，防止形成闭合回路干扰。
3.2设备自身的抗干扰
自控仪表及DCS的抗干扰措施是各个方面的，其中改善设备自身的抗干扰性能是最基础也是最重要的措施之一。由于DCS设备其内部的线路等相对普通线路都有明显的改良，这种设计使其抗干扰性能也更为显著，不易受到外界的影响。在DCS设备及仪表的金属外壳上都进行了一定的完善，设置了电气保护及PE的接地端子，同时DCS设备还具有多种抗干扰的设置，这些就使得DCS设备在使用过程中更加地稳定。从理论上来说，DCS设备抗干扰性能优良，所有的可能干扰都最小化甚至完全屏蔽，从技术到措施各个方面都很完善。
3.3外线路的抗干扰
提高外线路的抗干扰性能属于切断干扰的传播途径。外线路的抗干扰情况会直接影响DCS系统的运行，采取相应的措施可以增强外线路的抗干扰能力，从根本上解决了高压工频强电磁场对自控仪表及DCS造成的干扰危害。外线路的数据总线采用的是光纤电缆，光纤利用不断的全反射来传输被调制的光信号，因此，光纤在高数据传送率通讯时不受电磁干扰和噪音影响，在满足通讯速率的同时还具有良好的高频抗干扰性能。此外，DCS内部互联电缆主要采用阻燃型对绞总屏蔽计算机电缆，屏蔽层均接在IE接地母排上，主要是外界电磁干扰的消除作用。
3.4优化系统冗余配置
在实际的工程应用中，DCS系统除了提高硬件设备的品质，还要从系统的配置方面进行考虑。在DCS系统的使用过程中，系统及重要保护测点难免会出现一些故障，为使故障分散开来，DCS系统网络、电源、控制器、通讯等都采用了冗余配置，很大程度上提高了DCS系统的可靠性。另外，机组运行过程中的重要保护测点（如炉膛压力、汽机转速、汽包水位、给水流量、凝汽器真空、重要辅机等）的跳闸测点及相关逻辑应采用三重冗余方式配置。对某些带有保护的单点温度测点，在逻辑中应设置慢信号保护，防止干扰信号造成温度测点的提升。
结束语
总而言之，DCS系统的可靠性和抗干扰能力直接影响到企业的安全生产，为保障自控仪表与DCS系统在各种复杂的环境下正常工作，在实际工作中必须采取主动预防、整体规划和“对抗”与“疏导”相结合的方针，采取相应的抗干扰技术，把干扰对自控仪表及DCS的影响降到最低或容许的限度。
参考文献：
[1]周倩，鲁学农，张文景.火电厂DCS系统信号抗干扰研究及实例[J].中国电力，2012，45（04）：64-67.
[2]王剑锋.DCS控制系统抗干扰分析[J].通讯世界，2015（19）：99-100.
[3]李海峰.DCS抗干扰若干问题的讨论[J].黑龙江科技信息，2010（20）：44.