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水泥工业DCS控制系统及抗干扰措施探讨
作者：胡清涛 黄永青
来源：《电子技术与软件工程》2016年第04期
摘 要 当前DCS系统普遍应用于新型水泥工厂中，该系统的安全、稳定运行关乎到整个企业生产的正常运行。本文主要分析了DCS系统的主要干扰来源，并针对干扰因素提出了相关解决措施。
【关键词】水泥工业 DCS控制系统 抗干扰 措施 1 水泥工业DCS控制系统概述
DCS系统的中文全称为集散型控制系统，该种系统主要依靠微型处理器和小型计算机对成产流程进行控制和管理，DCS系统不仅具备了传统仪器操控装置和计算机集中控制系统的优势，还克服了微型计算机系统危险性高度集中的的特点以及操纵者和机器联系性差的特点。该系统已经普遍应用于现阶段的水泥生产行业中，其在水泥工业中的生产流程结构如图1所示。按照图中网络结构所示，只要用户输入指令，生产系统就可以按照规定流程工作，直至水泥包装完成。
2 DCS控制系统干扰来源分析 2.1 空间辐射
水泥生产企业的空间辐射主要来源于供电网络、自然放电以及企业中的多种加热设备等，这种复杂因素组成的辐射干扰统称为空间辐射。DCS系统在这种复杂的情况下必然会受到干扰，该种干扰主要对DCS系统的电路系统造成巨大影响，同时也会对通信系统造成一定影响。
2.2 系统外引线
系统外引线的干扰主要来源于三部分，一是来自电源的干扰；二是信号线引入造成的干扰；三是接地系统紊乱造成的干扰。电源干扰是由于DCS系统所使用的电源都来自于电网，密布的电网分布着空间电磁，这对系统会造成不良的影响。此外，一旦电网系统遇到突发情况，就会对该系统造成不良影响。连接DCS系统需依靠各种类型的信号传输线，这种线路虽然可以有效传输信息，但外界的干扰也会通过传输线影响系统运行。该系统在实际运行中，常常采用接地方式，以此增强该系统的使用寿命和功能性；但采用这种方式也会给系统本身带来不可避免的问题，例如：当接地系统出现混乱时，不同的接地点会形成电位差，严重时会出现环路电流。在这种情况下一旦出现雷击等异常现象时，线路负载就会增加，最终损坏系统。 2.3 系统内部的干扰
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DCS系统的内部干扰主要是指系统内部的各个元件与电路之间会形成干扰，对于水泥制造商来说，这种系统内部的干扰是很难排除的。因此，在设备选型时应该选择性能优异的DCS系统。
3 DCS控制系统的抗干扰措施 3.1 设备选型方法
选择性能良好的设备是提升DCS系统抗干扰能力的主要方法之一。在设计DCS系统时，首要选择抗干扰能力强、性能稳定、可靠的运行系统，这能够提升控制系统自身的稳定性与抗干扰能力。笔者认为，现阶段较为可靠、稳定的系统品牌主要是西门子和ABB，这两个品牌的系统设备总体性能良好，软件可操纵性也较强，性价比也较为合适，因此值得推广与应用。 3.2 屏蔽电缆技术
目前，我们常使用的屏蔽技术是减弱辐射信号技术，该屏蔽技术的实质是利用具有良好导电能力的金属材料，对电缆线进行屏蔽，而使用该项技术时，需要选择合适的屏蔽电缆线。现阶段，水泥企业常用的屏蔽技术主要有双层屏蔽等，双层屏蔽主要适用于空间干扰很强的磁场，可通过电缆穿钢管实现双层屏蔽。 3.3 信号隔离技术
信号隔离技术是指对系统内的数字信号和模拟量信号进行隔离，确保信号在传输过程和收发过程中不受外界干扰。在常规的模拟量输入回路和输出回路中，来自空间的大电流入侵比较常见，在回路中加装信号隔离器是经济有效的解决办法。在数字量输入回路和输出回路中，常规的解决办法是用光电耦合隔离继电器或使用隔离变压器。 3.4 系统电源独立
DCS系统电源应设有冗余供电模式，该种抗干扰模式主要依靠独立的稳定电压技术和电路过载自动保护装置实现抗干扰功能。笔者认为，该种系统要想展现出良好的性能，必须使用隔离变压器，同时将系统的接地点和大功率强电系统接地位置独立，这样才能实现基本的抗干扰功能。
3.5 电缆敷设技术
使用电缆敷设技术进行抗干扰时，一般要选择屏蔽性能良好的电缆，在敷设电缆时还应该远离动力电缆和功率高的变压器。例如电源电压低于二百二十伏特、电流低于十安培的电源电缆与系统之间的间距不应小于一百五十ram；反之其间距应该大于六百ram；对于生产现场不能进行隔离的电缆，可将电缆放置于同一桥架内，切在空间内增加隔离钢板，同时还应该将隔离钢板接地，进而达到抗干扰目的。
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4 结语
总之，水泥工业的DCS系统的抗干扰能力是阻碍水泥生产企业发展的重要问题。企业在设计、选型以及后期的安装维护等工序中，都要结合实际情况，来制定抗干扰措施。同时还要依据系统的实际情况进行故障审查，提出具有针对性的策略，这样才能够提升系统的稳定性，确保水泥企业的持续、健康发展。 参考文献
[1]马建刚.浅谈DCS控制系统干扰问题及抗干扰措施[J].纯碱工业，2009（04）. 作者单位
1.华润水泥（金沙）有限公司 贵州省金沙县 551800 2.华润水泥（封开）有限公司 广东省封开县 526500