NSCI水泥廠(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)干擾原因分析及應(yīng)對(duì)措施總結(jié)

丁磊 孫愚 李朝暉

摘 要：水泥廠(chǎng)的生產(chǎn)中自動(dòng)化控制系統(tǒng)也在不斷普及，雖然一定程度上給工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了便利性，但同時(shí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)干擾問(wèn)題也是當(dāng)前急需解決的問(wèn)題。如何防干擾是提高自動(dòng)化設(shè)備工作效率的關(guān)鍵，本文結(jié)合NSCI水泥廠(chǎng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中影響系統(tǒng)正常工作的干擾因素進(jìn)行分析，并提出解決措施，為促進(jìn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)工作效率的提升提供一定的指導(dǎo)意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：NSCI水泥廠(chǎng)；自動(dòng)控制系統(tǒng)；干擾產(chǎn)生；解決措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.144

0 引言

NSCI水泥廠(chǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)其組成部分主要包括控制器、被控對(duì)象、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及變送器四部分組成，簡(jiǎn)稱(chēng)為自控系統(tǒng)。采用這種自動(dòng)化控制系統(tǒng)的作用在于當(dāng)水泥廠(chǎng)的生產(chǎn)設(shè)備由于受到外界的干擾因素而無(wú)法正常工作時(shí)，可以通過(guò)自動(dòng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)使設(shè)備能夠恢復(fù)到原始的狀態(tài)，從而保證正常工作。而這種對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的操作不需要人參與，可以直接控制系統(tǒng)自己完成，因此具有一定的便利性。

1 水泥廠(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)干擾產(chǎn)生的原因分析

由于當(dāng)前的自動(dòng)控制技術(shù)尚不是特別完善，因此在水泥廠(chǎng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有一定的干擾源，這些干擾源如果不采取一定的有效措施，在其自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中就會(huì)干擾系統(tǒng)的運(yùn)行[1]。一般情況下，干擾源分為外部干擾源以及內(nèi)部干擾源，外部干擾主要來(lái)自外部使用環(huán)境，其內(nèi)部干擾一般情況下有來(lái)自于檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部的干擾，包括元器件、電源電路、負(fù)載回路、數(shù)字電路等都會(huì)對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。對(duì)于內(nèi)部產(chǎn)生的干擾因素是由于在研發(fā)的過(guò)程中具有一定的局限性，但是這種問(wèn)題可以在后期技術(shù)不斷升級(jí)的過(guò)程中將干擾因素不斷優(yōu)化，從而降低干擾。外部干擾因素一般由于人為操作或者外界環(huán)境制約，這種干擾因素操作者可以通過(guò)優(yōu)化自己的操作完成。作為系統(tǒng)的操作者一般是對(duì)其外部的干擾因素進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)于外部干擾因素一般是通過(guò)被檢測(cè)物以及信號(hào)傳輸?shù)确绞竭M(jìn)入儀表等自動(dòng)系統(tǒng)，從而進(jìn)一步造成對(duì)自控系統(tǒng)的干擾。經(jīng)過(guò)對(duì)NSCI水泥廠(chǎng)自控系統(tǒng)進(jìn)行分析，可以知道對(duì)自控系統(tǒng)干擾的影響因素主要有電阻、電容、電感耦合引入造成的干擾，以及變頻器和供電器引入造成的干擾，對(duì)于系統(tǒng)地線(xiàn)的設(shè)置不合理造成的干擾以及采用的電纜不符合規(guī)范要求造成的干擾。

2 解決NSCI水泥廠(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)干擾問(wèn)題的措施

結(jié)合上文關(guān)于水泥廠(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的干擾因素的產(chǎn)生進(jìn)行分析，可以了解到干擾是如何產(chǎn)生的、造成干擾的類(lèi)型都有哪些。結(jié)合水泥廠(chǎng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作原理需要綜合進(jìn)行考慮，具體從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝以及調(diào)試等環(huán)節(jié)采取防干擾措施。

2.1 選擇高質(zhì)量，屏蔽強(qiáng)度高的信號(hào)線(xiàn)

在NSCI水泥廠(chǎng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中一般會(huì)有很多模擬信號(hào)，這些信號(hào)一般保存在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，為了增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)的抗干擾能力，可以對(duì)電纜采用銅網(wǎng)編制。通過(guò)這種方式提升其對(duì)信號(hào)的屏蔽強(qiáng)度，同時(shí)應(yīng)該考慮到電纜的地線(xiàn)連接問(wèn)題，要保證其單點(diǎn)接地。為了保證良好的信號(hào)屏蔽，可以建立一個(gè)屏蔽層[2]。為保證在電纜出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)不至于導(dǎo)致系統(tǒng)停止運(yùn)行，可以使用具有備用線(xiàn)芯的電纜，通過(guò)這樣的方式如果自動(dòng)控制系統(tǒng)的電纜出現(xiàn)問(wèn)題，還有備用線(xiàn)芯，這樣就不至于造成由于屏蔽線(xiàn)問(wèn)題而導(dǎo)致控制系統(tǒng)終端。由此可見(jiàn)，使用屏蔽線(xiàn)是防干擾的一項(xiàng)重要措施。

2.2 對(duì)于供電電源可以使用獨(dú)立的回路

諧波產(chǎn)生的主要原因有由于正弦電壓對(duì)非線(xiàn)性負(fù)數(shù)進(jìn)行加壓，使基波電流發(fā)生畸變，從而產(chǎn)生諧波。主要非線(xiàn)性負(fù)載具有UPS、開(kāi)關(guān)、電源、整流器、變頻器以及逆變器，為了在一定程度上防止諧波產(chǎn)生影響，可以對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用獨(dú)立的供電回路，可以在DCS的供電電源上再加上UPS[3]。UPS是一種不間斷電源，其通過(guò)蓄電池與主機(jī)連接起來(lái)，再通過(guò)主機(jī)逆向器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。為了有效的解決供電電源造成的干擾，可以在UPS的終端加上用來(lái)隔離原副邊繞線(xiàn)圈的各自電流的隔離變壓器，通過(guò)隔離變壓器可以有效的阻止供電電源對(duì)給自動(dòng)控制系統(tǒng)造成的干擾。

2.3 開(kāi)發(fā)抗干擾系統(tǒng)軟件

水泥廠(chǎng)的自動(dòng)控制設(shè)備的生產(chǎn)者可以結(jié)合設(shè)備的特點(diǎn)，研發(fā)可以一定程度上阻止干擾信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)的軟件或者設(shè)備，如可以考慮安裝數(shù)字濾波器。這是一種裝置，可以對(duì)輸入的數(shù)字代碼信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析運(yùn)算，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，一次達(dá)到改變信號(hào)頻道的目的。還可以在自動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝過(guò)程中采用光纖電纜，這種電線(xiàn)也可以一定程度上阻止信號(hào)進(jìn)入。

2.4 對(duì)于其安裝程序進(jìn)行抗干擾優(yōu)化設(shè)計(jì)

采用合理的線(xiàn)路布局的方法可以使對(duì)水泥廠(chǎng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)在線(xiàn)路組裝的過(guò)程中避開(kāi)干擾源，在剛開(kāi)始安裝的時(shí)候，可以采用絕緣電纜一定程度上阻止干擾信號(hào)。同時(shí)還可以通過(guò)合理的線(xiàn)路布局以及配線(xiàn)的方式避免線(xiàn)路之間不會(huì)發(fā)生漏電流的問(wèn)題。優(yōu)化線(xiàn)路布局是為了盡量遠(yuǎn)離干擾源[4]，還可以對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)范，這也是有效規(guī)避干擾信號(hào)的措施。在自動(dòng)控制系統(tǒng)的布局過(guò)程中，要考慮到地線(xiàn)的設(shè)置，對(duì)于電纜的橋架以及保護(hù)管等應(yīng)該接入地線(xiàn)，以此保護(hù)電路。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文以自動(dòng)控制系統(tǒng)在NSCI水泥廠(chǎng)中的應(yīng)用為例展開(kāi)論述，分析其自控系統(tǒng)干擾問(wèn)題產(chǎn)生的原因以及采取抗干擾的策略，對(duì)于其抗干擾設(shè)計(jì)可以從源頭進(jìn)行，可以選擇高質(zhì)量的軟件以及硬件設(shè)施。對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)所需裝置也必須采用高質(zhì)量的裝置，以此提升自動(dòng)控制系統(tǒng)的抗干擾能力。

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作者簡(jiǎn)介：丁磊（1969-），男，河北赤城人，本科，工程師，研究方向：工業(yè)自動(dòng)化。