火電廠DCS抗干擾技術(shù)應(yīng)用案例
近年來,分散控制系統(tǒng)(以下簡稱DCS)在我國火電廠獲得廣泛應(yīng)用,DCS的可靠性直接影響火電廠的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行,而系統(tǒng)的抗*力是關(guān)系到整個系統(tǒng)可靠運行的關(guān)鍵。火電廠環(huán)境復(fù)雜,各種干擾非常嚴重,如不能處理好干擾問題,即使技術(shù)*的DCS也不能保證安全可靠運行,因此必須采取有效的措施提高其抗*力。本文主要是通過對蒲城發(fā)電廠330MW機組DCS運行中出現(xiàn)的問題及解決辦法進行總結(jié),對抗干擾技術(shù)進行初步探討。
一、干擾源及其對系統(tǒng)的干擾機制
干擾又叫噪聲,是竄入或疊加在系統(tǒng)電源、信號線上的與信號無關(guān)的電信號。干擾會造成測量的誤差,嚴重的干擾會造成設(shè)備損壞。常見的干擾有以下幾種:
(1)電阻耦合、電容電感引入的干擾
當幾種信號線在一起傳輸時,由于絕緣材料老化,漏電而影響到其它信號,即在其它信號中引入干擾。
在被控現(xiàn)場有很多信號并行敷設(shè),同時接入DCS。信號線之間有分布電容存在,通過電容將干擾加到別的信號上;同時信號線與動力線并行,在動力線的周圍會產(chǎn)生交變的磁場,也會造成線路上的干擾。
(2)計算機供電線路上引入的干擾
大型電氣設(shè)備啟動時,電動機的啟動、開關(guān)的閉合會在其周圍產(chǎn)生很大的交變磁場,這些交變磁場既可以通過在信號線上耦合產(chǎn)生干擾,也可能通過電源線上產(chǎn)生高頻干擾,這些干擾也會影響DCS的工作。以我廠#4機組為例,機組的控制采用的是CENTUM3000分散控制系統(tǒng),在機組運行中發(fā)現(xiàn)DPU的工作性能不穩(wěn)定,主要表現(xiàn)在部分設(shè)備運行參數(shù)顯示不穩(wěn)定,為設(shè)備正常運行帶來了隱患。經(jīng)過長時間的觀察,我們發(fā)現(xiàn)DCS的信號采集比較穩(wěn)定,感覺不到受干擾的現(xiàn)象,排除了信號線串入引起的干擾。又通過對電源電壓的監(jiān)測,我們發(fā)現(xiàn)了電源受干擾證據(jù),找到了干擾的源頭,我們對#4機電源進行了改造,經(jīng)過觀察,效果比較明顯。
二、干擾抑制技術(shù)
抑制干擾必須從消除干擾源和切斷耦合通道兩方面著手,針對不同情況,采用一種方法或其中幾種方法結(jié)合在一起,可以獲得滿意的效果。
1.隔離
電磁干擾是影響系統(tǒng)可靠性的zui主要的外部因素。在條件允許的情況下,可加大微機與干擾源的距離來進行物理隔離。模擬量信號對高頻的脈沖信號的抗*力是很差的,在實際應(yīng)用中使用屏蔽雙絞線連接,并盡量將信號線單獨占用電線管或電纜槽,不與其它信號在同一電纜管(或槽)中走線。高電平的DI、DO以及其它繼電器輸入輸出信號可使用屏蔽線連接,單獨走電纜管或電纜槽。我廠四臺330MW機組對開關(guān)量信號均采用繼電器進行隔離,這樣,地電位不同所產(chǎn)生的干擾信號形不成回路,抑制了干擾的危害。
2.接地
接地是DCS抗干擾的重要措施,屏蔽地是所有的接地中要求zui高的一種。我廠#1-#4機組的DCS系統(tǒng)中,在機柜內(nèi)部都安置了匯流排,在接線時將屏蔽線分別接到匯流排上,在機柜底部,用絕緣的銅辮連到一點,然后將各機柜的匯流點再用絕緣的銅辮或銅條以輻射狀連到接地點,有效地抑制了干擾的影響。
3.軟件抗干擾技術(shù)
火電廠微機監(jiān)控系統(tǒng)工作現(xiàn)場電磁干擾復(fù)雜,雖然在硬件方面已采取了一系列抗干擾的技術(shù)措施,但仍會有干擾進入系統(tǒng)中,因此在進行軟件設(shè)計和組態(tài)時,還必須在軟件方面進行抗干擾處理,進一步提高系統(tǒng)的安全可靠性。軟件抗干擾的措施很多,并在不斷發(fā)展和完善。常用的方法為數(shù)字濾波,通過計算程序?qū)Σ蓸有盘栠M行平滑加工,消除在微機模擬量通道中引入的尖峰干擾,減弱或消除干擾信號。我廠二期#3、#4機組的循環(huán)泵在運行中經(jīng)常出現(xiàn)由于溫度信號跳變致使循環(huán)泵誤動的情況,我們就在循環(huán)泵的控制程序內(nèi)增加了對溫度信號的糾錯功能,抑制了信號跳變對泵的影響,收到很好的效果。
三、結(jié)束語
火電廠微機監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾是一個重要問題,在實際工作中容易被忽略,但干擾對熱工控制設(shè)備的危害極大。在系統(tǒng)的設(shè)備選型、工程設(shè)計和安裝調(diào)試過程中都要考慮現(xiàn)場的干擾情況,并對系統(tǒng)進行抗干擾隔離,采用軟硬件結(jié)合的方法去解決系統(tǒng)的干擾問題,才能有效地提高整個系統(tǒng)的安全可靠性。由于干擾的發(fā)生條件是多種多樣的,且干擾的發(fā)生不易發(fā)現(xiàn),我們只有在平時的工作中嚴格按照控制系統(tǒng)的要求去作,才能保證控制系統(tǒng)正常運行。