电子论文-DCS系统干扰的分析与对策

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1、0引言11干扰源及干扰一般分类12DCS系统电磁干扰的主耍来源22.1电磁场对DCS设备辐射干扰22.2來BDCS系统外引线的干扰32.3来白DCS系统内部的干扰43DCS系统主要抗十扰措施43.1DCS系统设备选型43.2采用综合抗干扰设计44结束语6DCS系统干扰的分析与对策郑安明（浙江火电建设公司，杭州310016）摘要：分析了DCS系统T扰的产生及影响，并提出了相应的抗T•扰措施。关键词：DCS系统；干扰；共模干扰；茅模干扰；DCS抗干扰瞬着科学技术的第备F禺缈严涉艸甲曲&¥平皆暂分t电护t

2、em）,即分散型控;1是科事^"［和屮纟樹#甲性」加右产

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6、窜入或叠加在系统电源、信号线上的与信号无关的电信号。T扰会造成测量的误差、严重的干扰（如雷击）可能会造成设备损坏。T扰源大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即十扰源。干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的波形性质、噪声的特性和噪声干扰模式的不同进行划分。按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声的特性不同，可分为静电噪声、电磁噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。其中共模T•扰和差

7、模干扰是--种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位羌，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成如图1所示。LOAD图1纯共模信号及波形图图1中VC为共模干扰电压，由于信号线对地存在寄生电容Cp,使信号线分别对地产生了干扰信号VI、V2O纯共模信号吋：Vl=V2=Vc、V3=0,即大小相等，相位差为00,没有T扰电流流经负荷。共模电压有时较人，特别是采用隔离性能差的配电器供电时，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。差模干扰是指作用

8、于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应、及共模干扰由不平衡电路转换形成的十扰电压如图2所示。图2纯差模信号及波形图图2中Vd为差模干扰电压，干扰信号直接作用于信号间的两极，使信号线对地分别产生了干扰信号VI、V2o纯差模信号时：Vl=—V2、Vd=Vl-V2,即大小相等，相位差为18()(),干扰电流Io全部流经负荷。这种干扰白接叠加(串联)在信号上，所以乂称串模干扰，它直接影响测量与控制的粹度，甚至造成电子元器件的过压、过载等损坏。2DCS系统电磁干扰的主要来源2.1电磁场对DC

9、S设备辐射干扰空间的辐射电磁场(EMI)主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若DCS装置布置于所射频场内，就回收到辐射干扰，这种干扰主要以共模干扰为主，彩响的路径主要有两条：一是直接对DCS内部辐射，由电路感应产生干扰；二是对DCS通信网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布宜的位置及设备所产生的电磁场人小，特别是频率有关，一•般通过设置屏蔽对绞电缆、改变布置使DCS装置尽最远离强磁场区域、DCS局部屏蔽及高压泄放

10、元件等措施进行保护。2.2来自DCS系统外引线的干扰因为被控现场往往有很多信号同时接入计算机，这些信号线Z间由于分布电容的存在，而将干扰加到别的信号线上；同时，在电源线、交变信号线的周围会产生交变磁通，而这些交变磁通会在并行的导体之间产牛电动势，产生干扰；另外，由于信号的接地点电位不平衡而引起的地环路电流等。这些差模干扰和共模干扰都可以通过DCS系统的电源、信号线和地线引入，通常又称为传导干扰，传导干扰在我国工业现场较严重，图3为传导干扰对测量信号的影响示意图。电时，由于电网覆輕也化，入卄关操作浪軽

11、理F,空诲受型所悽冋翊锚吐进感国出。疋其是电网内部的变亦巩电廳愿停、魁谿臧诣赢卓囱瞬融冲7WF1过输电线路传到电源原边。当DCS电源采用隔离电源时，由于制造工艺等因素其隔离性并不理想。实际上由于分布参数特别是分布电容的存在，绝对隔离是不可能的。（2）来自信号线引入的干扰与DCS控制系统连接的各类信号传输线，除了传输冇效的各类信息Z外，总会冇外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一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，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐