| 品牌：BOSCH | 規格：全新 | 材質：原裝 |
| 產地：其它 |
BOSCH 048798-110
1 概述
隨著發電廠控制技術的不斷發展，目前分散控制係統（DCS）、可編程控制係統（PLC）、現場 總線（FCS）技術在發電廠生產過程控制中得1到廣泛的應用。控制係統的可靠性直接影響到發電企業的生產和經濟運行，係統的抗幹擾能力是關係到整個係統可靠運行的關鍵。自動化係統中所使用的各種類型控制設備，有的是集中安裝在控制室，有的是安裝在生產現場和各電機設備上，它們大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環境中。要提高控制係統可靠性，一方面要求生產廠家提高設備的抗幹擾能力；另一方面，要求工程設計、安裝施工和使用維護中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強係統的抗幹擾性能
2 幹擾源對係統的幹擾
2.1 幹擾源及幹擾分類
影響控制係統的幹擾源與一般影響工業控制設備的幹擾源一樣，大都產生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源，即幹擾源。
幹擾類型通常按幹擾產生的原因、噪聲幹擾模式和噪聲的波形性質的不同劃分。其中：按噪聲產生的原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質不同，分為持續噪聲、偶發噪聲等；按噪聲幹擾模式不同，分為共模幹擾和差模幹擾。共模幹擾和差模幹擾是一種比較常用的分類方法。共模幹擾是信號對地的電位差，主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態（同方向）電壓迭加所形成。共模電壓有時較大，特別是採用隔離性能差的配電器供電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達 130V 以上。共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞（這就是一些係統 I/O 模件損壞率較高的主要原因），這種共模幹擾可為直流、亦可為交流。差模幹擾是指作用於信號兩極間的幹擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模幹擾所形成的電壓，這種直接疊加在信號上，直接影響測量與控制精度 ，現在解決共模、差模幹擾比較通用省事的放法是在原電路上加信號隔離器，可非常有效解決。
2.2 控制係統中電磁幹擾的主要來源
2.2.1 來自空間的輻射幹擾
空間的輻射電磁場（EMI）主要是由電力網絡、電氣設備的暫態過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產生的，通常稱為輻射幹擾，其分布極為復雜。若係統置於所射頻場內，就回收到輻射幹擾，其影響主要通過兩條路徑：一是直接對控制設備內部的輻射，由電路感應產生幹擾；而是對控制設備通信網絡的輻射，由通信線路的感應引入幹擾。輻射幹擾與現場設備布置及設備所產生的電磁場大小，特別是頻率有關，一般通過設置屏蔽電纜和 PLC 局部屏蔽及高壓 泄放元件進行保護。
2.2.2 來自係統外接線的幹擾
主要通過電源和信號線引入，通常稱為傳導幹擾。這種幹擾在發電現場較嚴重。因為發電廠是強電場和強電磁場密集地方。
2.2.2.1 來自電源的幹擾
實踐證明，因電源引入的幹擾造成控制係統故障的情況很多，由於控制係統的供電大都來自電廠的供電網絡，其覆蓋全廠，電網內部的變化，如開關操作浪涌、大型電力設備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網短路暫態衝擊等，都通過配電線路傳到電源。控制電源通常採用隔離電源，但其機構及制造工藝因素使其隔離性並不理想。實際上，由於分布參數特別是分布電容的存在，隔離是不可能的。
2.2.2.2 來自信號線引入的幹擾
與控制係統連接的各類信號（信號線和控制指令線）傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會有外部幹擾信號侵入。此幹擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電源串入的電網幹擾，這往往被忽視；二是信號線受空間電磁輻射感應的幹擾，即信號線上的外部感應幹擾，這是很嚴重的。由信號引入幹擾會引起 I/O 信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重 時將引起元器件損傷。對於隔離性能差的係統，還將導致信號間互相幹擾，引起共地係統總線回流，造成邏輯數據變化、誤動和死機。控制係統因信號引入幹擾造成 I/O 模件損壞數相當嚴重，由此引起係統故障的情況也很多。所以檢測端信號加隔離非常重要（例：北京平和PH係列隔離器產品）,既可以保證信號傳輸精度，還可以保護係統I/O模件不被損壞。
2.2.2.3 來自接地係統混亂時的幹擾
接地是提高電子設備電磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁幹擾的影響，又能抑制設備向外發出幹擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴重的幹擾信號，使係統將無法正常工作。
控制係統的地線包括係統地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地係統混亂對 PLC 係統的幹擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環路電流，影響係統正常工作。
例如電纜屏蔽層一點接地，如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層，當發生異常狀態如雷擊時，地線電流將更大。
此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構成閉合環路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內有會出現感應電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，幹擾信號回路。若係統地與其它接地處理混亂，所產生的地環流就可能在地線上產生不等電位分布，影響邏輯電路和模擬電路的正常工作。邏輯電壓幹擾容限較低，邏輯地電位的分布幹擾容易影響邏輯運算和數據存貯，造成數據混亂、程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導致測量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。（例北京平和隔離器也可有效解決信號共地問題）
2.3 來自係統內部的幹擾
主要由係統內部元器件及電路間的相互電磁輻射產生，如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬於制造廠對係統內部進行電磁兼容設計的內容，比較復雜，作為應用部門是無法改變，可不必過多考慮，但要選擇具有較多應用實績或經過考驗的係統
3 工程實施中主要抗幹擾措施
為了保證係統在工業電磁環境中免受或減少內外電磁幹擾，從設計階段開始便採取三個方面抑制措施：抑制幹擾源；切斷或衰減電磁幹擾的傳播途徑；提高裝置和係統的抗幹擾能力。這三點就是抑制電磁幹擾的基本原則。
控制係統的抗幹擾是一個係統工程，要求制造單位設計生產出具有較強抗幹擾能力的產品，且有賴於使用部門在工程設計、安裝施工和運行維護中予以考慮，並結合具有情況進行綜合設計，才能保證係統的電磁兼容性和運行可靠性。主要考慮來自係統外部的幾種如果抑制措施。主要內容包括：對係統及外引線進行屏蔽以防空間輻射電磁幹擾；對外引線進行加裝隔離器，特別是原理動力電纜，分層布置，以防通過外引線引入傳導電磁幹擾；正確設計接地點和接地裝置，完善接地係統。另外還利用軟件手段，進一步提高係統的可靠性。
3.1 採用性能優良的電源，抑制電網引入的幹擾
在控制係統中，電源佔有極重要的地位。電網幹擾串入控制係統主要通過PLC係統的供電電源（如CPU 電源、I/O 電源等）、變送器供電電源和與PLC係統具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進入的。現在，對於 PLC 係統供電的電源，一般都採用隔離性能較好電源，而對於變送器供電的電源和 PLC 係統有直接電氣連接的儀表的供電電源，並沒受到足夠的重視，雖然採取了的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數大，抑制幹擾能力差，經電源耦合而串入共模幹擾、差模幹擾。所以，對於變送器和共用信號儀表供電應選擇分布電容小、抑制帶（如:使用北京平和公司隔離配電器)，可以減少 PLC 係統的幹擾。此外，位保證電網饋點不中斷，可採用在線式不間斷供電電源（UPS）供電，提高供電的可靠性。並且UPS 還具有較強的幹擾隔離性能，是一種PLC控制係統的理想電源。
3.2 電纜敷設
為了減少動力電纜輻射電磁幹擾，尤其是變頻裝置饋電電纜。筆者在某工程中，採用了銅帶鎧裝屏蔽電力電纜，從而降低了動力線生產的電磁幹擾，該工程投產後取得了滿意的效果。不同類型的信號及控制電纜分別由不同電纜傳輸，信號電纜應按傳輸信號種類與動力電纜分層敖設，嚴禁用同一電纜的不同導線同時傳送動力電源和信號，避免信號線與動力電纜靠近平行敖設，以減少電磁幹擾。另外對於信號電纜及控制電纜應採用屏蔽電纜
3.3 硬件濾波及軟件抗幹擾措施
信號在接入計算機前，在信號線與地間並接電容，以減少共模幹擾；在信號兩極間加裝濾波器可減少差模幹擾。由於電磁幹擾的復雜性，要根本迎接幹擾影響是不可能的，因此在PLC 控制係統的軟件設計和組態時，還應在軟件方面進行抗幹擾處理，進一步提高係統的可靠性。常用的一些措施：數字濾波和工頻整形採樣，可有效周期性幹擾；定時校正參考點電位，並採用動態零點，可有效防止電位漂移；採用信息冗餘技術，設計相應的軟件標志位；採用間接跳轉，設置軟件陷阱等提高軟件結構可靠性。
4 正確選擇接地點，完善接地係統
發電廠控制係統的接地對控制係統抗幹擾尤為重要，接地方式的好壞將直接影響控制係統的性能。接地的目的通常有兩個，其一為了，其二是為了抑制幹擾。完善的接地係統是控制係統抗電磁幹擾的重要措施之一。係統接地方式有：浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。
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