仪控系统信号干扰和卡件安全问题浅析与防范

　　前言

　　随着火力发电厂单元机组容量的扩大和自动化程度的不断提高，仪控系统监视、控制的I/O点数众多，对电厂的安全、经济、简便运行起到越来越重要的作用，电厂的日常维护和检修也大量涉及到DCS等仪控系统。但是在基建、调试、运行或者检修中，系统的信号受到干扰、硬件损坏现象却屡见不鲜，造成了一定的经济损失，并对电厂的安全生产构成很大威胁。如今系统卡件高度集成化，耐电压冲击能力小，价格又昂贵，因此有必要关注这些问题，不断积累经验，采取有效的防范措施。

　　1 仪控系统的信号干扰因素

　　干扰又叫噪声，是窜入或叠加在系统电源、信号电缆上的与信号无关的电信号。干扰会造成测量的误差、严重的干扰可造成设备损坏。常见的干扰有以下几种：

　　(1)传导干扰

　　当几种信号电缆在一起传输时，由于绝缘材料老化、漏电而影响到其它信号，即在其它信号中引入干扰。又或者在一些现场执行机构中，采用220V电源供电，有时设备烧坏，或者人为因素，造成电源与信号电缆间短路，强电窜入弱电，造成较大的干扰和设备损坏。有时由于接地不合理而引起共模干扰，如果信号电缆的两端同时接地，则两点的接地系统可能出现电位差异△E，可能会在信号电缆上产生一个很大的环流，叠加在信号电流上，造成模拟量信号波动，严重时可能引起卡件故障。在运行过程中，卡件发出的采集信号长时间接地，形成的接地电流超过允许值，导致通道损坏。以上这几种传导干扰中，由于现在仪控系统自身的设备状态都有保障，因此，由于绝缘材料老化或设备烧坏等原因引起的干扰较少出现，而由于接地引起的干扰较为常见，也比较难以捉摸，应该给予足够的重视。

　　(2)电容电感耦合干扰

　　在被控现场，往往有很多信号走电缆槽或者走电缆管同时接入控制系统，这些信号电缆在一起走线，之间均有分布电容存在，会通过这些分布电容将干扰加到别的信号电缆上。另外，在交变信号电缆的周围会产生交变的磁通，而这些交变磁通会在并行的导体之间产生电动势，这也会造成线路上的干扰。

　　(3)大型电气设备引起的干扰

　　在大型电气设备启动和开关装置动作频繁的地方，电动机的启动、开关的闭合产生的火花会在其周围产生很大的交变磁场。这些交变磁场既可以通过在信号电缆上耦合产生干扰，也可能通过在电源电缆上耦合产生高频干扰，这些干扰如果超过容许范围，也会影响系统的工作。

　　(4)其它因素

　　雷击可能在系统周围产生很大的电磁干扰，也可能通过各种接地线引入干扰。静电也往往成为毁坏系统设备的杀手。