一、概述
跟着科学技能的开展，DCS在工业操控中的运用越来越广泛。DCS操控体系的牢靠性直接影响到工业企业的安全出产和经济运转，体系的抗搅扰才干是关系到整个体系牢靠运转的要害。自动化体系中所运用的各品种型DCS，有的是会集设备在操控室，有的是设备在出产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所构成的恶劣电磁环境中。要进步DCS操控体系牢靠性，一方面要求DCS出产厂家进步设备的抗搅扰才干；另一方面，要求工程规划、设备施工和运用保护中引起高度注重，多方合作才干完善解决问题，有用地增强体系的抗搅扰功能。
DCS操控体系在抗搅扰规划中要采纳对症下药的办法
二、电磁搅扰源及对体系的搅扰
1搅扰源及搅扰一般分类
影响DCS操控体系的搅扰源与一般影响工业操控设备的搅扰源相同，大都发生在电流或电压剧烈改动的部位，这些电荷剧烈移动的部位便是噪声源，即搅扰源。
搅扰类型一般按搅扰发生的原因、噪声搅扰形式和噪声的波形性质的不同区分。其间：按噪声发生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振动噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为继续噪声、偶发噪声等；按噪声搅扰形式不同，分为共模搅扰和差模搅扰。共模搅扰和差模搅扰是一种比较常用的分类办法。共模搅扰是信号对地的电位差，首要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所构成。共模电压有时较大，特别是选用阻隔功能差的配电器供电室，变送器输出信号的共模电压遍及较高，有的可高达130V以上。共模电压经过不对称电路可转化成差模电压，直接影响测控信号，构成元器件损坏（这便是一些体系I/O模件损坏率较高的首要原因），这种共模搅扰可为直流、亦可为沟通。差模搅扰是指作用于信号南北极间的搅扰电压，首要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转化共模搅扰所构成的电压，这种直接叠加在信号上，直接影响丈量与操控精度。
2 DCS操控体系中电磁搅扰的首要
2.1来自空间的辐射搅扰
空间的辐射电磁场（EMI）首要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等发生的，一般称为辐射搅扰，其散布极为杂乱。若DCS体系置于所射频场内，就回收到辐射搅扰，其影响首要经过两条途径：一是直接对DCS内部的辐射，由电路感应发生搅扰；而是对DCS通讯内网络的辐射，由通讯线路的感应引进搅扰。辐射搅扰与现场设备安置及设备所发生的电磁场巨细，特别是频率有关，一般经过设置屏蔽电缆和DCS部分屏蔽及高压泄放元件进行保护。
2.2来自体系外引线的搅扰
首要经过电源和信号线引进，一般称为传导搅扰。这种搅扰在我国工业现场较严峻。
（1）来自电源的搅扰
实践证明，因电源引进的搅扰构成DCS操控体系故障的状况许多，笔者在某工程调试中遇到过，后替换阻隔功能更高的DCS电源，问题才得到解决。
DCS体系的正常供电电源均由电网供电。
因为电网掩盖规模广，它将遭到一切空间电磁搅扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的改动，入开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动设备引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都经过输电线路传到电源原边。DCS电源一般选用阻隔电源，但其组织及制作工艺要素使其阻隔性并不抱负。实际上，因为散布参数特别是散布电容的存在，肯定阻隔是不或许的。
（2）来自信号线引进的搅扰
与DCS操控体系衔接的各类信号传输线，除了传输有用的各类信息之外，总会有外部搅扰信号侵入。此搅扰首要有两种途径：一是经过变送器供电电源或共用信号外表的供电电源串入的电网搅扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的搅扰，即信号线上的外部感应搅扰，这是很严峻的。由信号引进搅扰会引起I/O信号作业反常和丈量精度大大下降，严峻时将引起元器件损害。关于阻隔功能差的体系，还将导致信号间彼此搅扰，引起共地体系总线回流，构成逻辑数据改动、误动和死机。DCS操控体系因信号引进搅扰构成I/O模件损坏数相当严峻，由此引起体系故障的状况也许多。
（3）来自接地体系紊乱时的搅扰
接地是进步电子设备电磁兼容性（EMC）的有用手法之一。正确的接地，既能按捺电磁搅扰的影响，又能按捺设备向外宣布搅扰；而过错的接地，反而会引进严峻的搅扰信号，使DCS体系将无法正常作业。
DCS操控体系的地线包含体系地、屏蔽地、沟通地和保护地等。接地体系紊乱对DCS体系的搅扰首要是各个接地址电位散布不均，不同接地址间存在地电位差，引起地环路电流，影响体系正常作业。例如电缆屏蔽层有必要一点接地，假如电缆屏蔽层两头A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生反常状况如雷击时，地线电流将更大。
此外，屏蔽层、接地线和大地有或许构成闭合环路，在改动磁场的作用下，屏蔽层内有会呈现感应电流，经过屏蔽层与芯线之间的耦合，搅扰信号回路。若体系地与其它接地处理紊乱，所发生的地环流就或许在地线上发生不等电位散布，影响DCS内逻辑电路和模仿电路的正常作业。DCS作业的逻辑电压搅扰容限较低，逻辑地电位的散布搅扰简单影响DCS的逻辑运算和数据存贮，构成数据紊乱、程序跑飞或死机。模仿地电位的散布将导致丈量精度下降，引起对信号测控的严峻失真和误动作。
2.3来自DCS体系内部的搅扰
首要由体系内部元器件及电路间的彼此电磁辐射发生，如逻辑电路彼此辐射及其对模仿电路的影响，模仿地与逻辑地的彼此影响及元器件间的彼此不匹配运用等。这都归于DCS制作厂对体系内部进行电磁兼容规划的内容，比较杂乱，作为运用部分是无法改动，可不用过多考虑，但要挑选具有较多运用实绩或经过检测的体系。
三、DCS操控体系工程运用的抗搅扰规划
为了确保体系在工业电磁环境中免受或削减表里电磁搅扰，有必要从规划阶段开端便采纳三个方面按捺办法：按捺搅扰源；堵截或衰减电磁搅扰的传达途径；进步设备和体系的抗搅扰才干。这三点便是按捺电磁搅扰的基本原则。
DCS操控体系的抗搅扰是一个体系工程，要求制作单位规划出产出具有较强抗搅扰才干的产品，且有赖于运用部分在工程规划、设备施工和运转保护中予以全面考虑，并结合具有状况进行归纳规划，才干确保体系的电磁兼容性和运转牢靠性。
进行详细工程的抗搅扰规划时，应首要以下两个方面。
1设备选型
在挑选设备时，首先要挑选有较高抗搅扰才干的产品，其包含了电磁兼容性（EMC），尤其是抗外部搅扰才干，如选用浮地技能、阻隔功能好的DCS体系；其次还应了解出产厂给出的抗搅扰目标，如共模仿制比、差模仿制比，耐压才干、答应在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中作业；别的是靠考察其在相似作业中的运用实绩。在挑选国外进口产品要注意：我国是选用220V高内阻电网制式，而欧美地区是110V低内阻电网。因为我国电网内阻大，零点电位漂移大，地电位改动大，工业企业现场的电磁搅扰至少要比欧美地区高4倍以上，对体系抗搅扰功能要求更高，在国外能正常作业的DCS产品在国内工业就不必定能牢靠运转，这就要在选用国外产品时，按我国的规范（GB/T13926）合理挑选。
2归纳抗搅扰规划
首要考虑来自体系外部的几种假如按捺办法。首要内容包含：对DCS体系及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁搅扰；对外引线进行阻隔、滤波，特别是原理动力电缆，分层安置，以防经过外引线引进传导电磁搅扰；正确规划接地址和接地设备，完善接地体系。别的还有必要运用软件手法，进一步进步体系的安全牢靠性。
四、首要抗搅扰办法
1 选用功能优秀的电源，按捺电网引进的搅扰
在DCS操控体系中，电源占有极重要的位置。电网搅扰串入DCS操控体系首要经过DCS体系的供电电源（如CPU电源、I/O电源等）、变送器供电电源和与DCS体系具有直接电气衔接的外表供电电源等耦合进入的。现在，关于DCS体系供电的电源，一般都选用阻隔功能较好电源，而关于变送器供电的电源和DCS体系有直接电气衔接的外表的供电电源，并没遭到满足的注重，尽管采纳了必定的阻隔办法，但遍及还不行，首要是运用的阻隔变压器散布参数大，按捺搅扰才干差，经电源耦合而串入共模搅扰、差模搅扰。所以，关于变送器和共用信号外表供电应挑选散布电容孝按捺带大（如选用屡次阻隔和屏蔽及漏感技能）的配电器，以削减DCS体系的搅扰。
此外，位确保电网馈点不中止，可选用在线式不间断供电电源（UPS）供电，进步供电的安全牢靠性。并且UPS还具有较强的搅扰阻隔功能，是一种DCS操控体系的抱负电源。
2 电缆挑选的敖设
为了削减动力电缆辐射电磁搅扰，尤其是变频设备馈电电缆。笔者在某工程中，选用了铜带铠装屏蔽电力电缆，然后下降了动力线出产的电磁搅扰，该工程投产后取得了满足的作用。
不同类型的信号分别由不同电缆传输，信号电缆应按传输信号品种分层敖设，严禁用同一电缆的不同导线一起传送动力电源和信号，防止信号线与动力电缆接近平行敖设，以削减电磁搅扰。
3 硬件滤涉及软件抗搅扰办法
信号在接入计算机前，在信号线与地间并接电容，以削减共模搅扰；在信号南北极间加装滤波器可削减差模搅扰。
因为电磁搅扰的杂乱性，要底子消除迎候搅扰影响是不或许的，因此在DCS操控体系的软件规划和组态时，还应在软件方面进行抗搅扰处理，进一步进步体系的牢靠性。
常用的一些办法：数字滤波和工频整形采样，可有用消除周期性搅扰；守时校对参考点电位，并选用动态零点，可有用防止电位漂移；选用信息冗余技能，规划相应的软件标志位；选用直接跳转，设置软件圈套等进步软件结构牢靠性。
4正确挑选接地址，完善接地体系
接地的意图一般有两个，其一为了安全，其二是为了按捺搅扰。完善的接地体系是DCS操控体系抗电磁搅扰的重要办法之一。
体系接地办法有：浮地办法、直接接地办法和电容接地三种办法。对DCS操控体系而言，它属高速低电平操控设备，应选用直接接地办法。因为信号电缆散布电容和输入设备滤波等的影响，设备之间的信号交流频率一般都低于1MHz，所以DCS操控体系接地线选用一点接地和串联一点接地办法。会集安置的DCS体系适于并联一点接地办法，各设备的柜体中心接地址以独自的接地线引向接地极。假如设备距离较大，应选用串联一点接地办法。用一根大截面铜母线（或绝缘电缆）衔接各设备的柜体中心接地址，然后将接地母线直接衔接接地极。接地线选用截面大于22mm2的铜导线，总母线运用截面大于60mm2的铜排。接地极的接地电阻小于2Ω，接地极最好埋在距建筑物10～15m远处，并且DCS体系接地址有必要与强电设备接地址相距10m以上。
信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在DCS侧接地；信号线中心有接头时，屏蔽层应结实衔接并进行绝缘处理，必定要防止多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆衔接时，各屏蔽层应彼此衔接好，并经绝缘处理。挑选恰当的接地处单点接点。
五、结束语
DCS操控体系中的搅扰是一个十分杂乱的问题，因此在抗搅扰规划中应归纳考虑各方面的要素，合理有用地按捺抗搅扰，对有些搅扰状况还需做详细分析，采纳对症下药的办法，才干够使DCS操控体系正常作业。
