阳城电厂2号机组DCS模拟量信号干扰的分析处理

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摘 要：文章论述了针对山东阳城电厂2号机组dcs系统模拟量信号由于干扰出现的大范围波动问题进行分析和解决，阐述了如何改进2号机组DCS系统模拟量抗干扰的方法及对相关设备稳定运行的重大意义。

关键词：阳城电厂；DCS系统；模拟量信号；抗干扰

1 概述

山东济矿集团鲁能煤电有限公司阳城电厂的2号机组主要设备是东方锅炉厂生产的DG480/13.7-II2型单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式锅炉；汽轮机使用的是东方汽轮机厂生产的N150-13.24/535/535型高温超高压、一次中间再热、单轴、冲动式、双缸双排气、凝汽式汽轮机，发电机组为山东济南发电设备厂生产的WX21Z-085LLT型空冷汽轮发电机。

DCS系统采用上海西屋控制系统有限公司开发并提供软、硬件设备的OVITION分散控制系统。OVITION系统是以电厂安全经济运行为目标的可靠的电厂分散控制系统，提供了处理和控制生产过程所必需的自动处理、操作、监视和报警记录功能。。2号机组在其投产调试期间出现了模拟量信号十分严重的干扰现象，十分严重的影响了电厂的安全生产。

2号机组的OVITION系统的模拟量信号不稳定，说明OVITION系统硬件或线路受到严重的干扰。首先应对OVITION系统进行干扰源查找，在查找到干扰源后对于抵抗干扰的措施来说基本都是从下面几个方向入手：1）消除找到的干扰源；2）切断造成干扰的途径；3）提升自身对抗干扰的能力。

对于比较大型的DCS系统来说，我们既要切断能干扰的途径防止外部造成干扰，又要能消除操作系统自身的各个硬件设备与电缆线路之间产生相互耦合干扰。而目前对抗系统干扰的主要操作方法和最有效的操作手段是系统进行接地及采用系统屏蔽。

在2号机组出现了模拟量信号扰后，我们按照以上思路采取了下列步骤：

1）2号机组OVITION系统针对硬件接地回路的清查

OVITION系统的硬件接地技术是目前最基本的设备抗干扰手段，首先应该重新对2号机组的设备接地电阻进行测量。测得阳城电厂2号机组的DCS系统设备接地电阻为0.0076Ω，基本符合设备技术要求。在测量相关的噪声干扰时使用示波器进行测量，测得接地点没有干扰信号。可是再将2号机组的OVITION系统的接地线按照最初设计接回原接地点，DCS系统的模拟量波动依然跟以前一样。紧接着我们把检查转到对电子控制柜间的接地连接与信号屏蔽的接地上。结果表明，电子控制柜间的连接比较规范，但是信号的单点接地起不到作用，甚至对其他的某些信号是有很大影响的。

2）对气动执行机构的抗干扰处理

2号机组的调节机构中有相当部分的气动执行器存在大范围波动，无法投入自动运行模式，全部在手动操作模式下运行。

在对单点接地进行检查时发现，气动调节阀控制电缆的线缆屏蔽层十分松软，是使用锡皮屏蔽，线缆中间的屏蔽层已经断裂，在更换成使用铜网屏蔽层的线缆后，不再有干扰，对于信号的控制十分稳定。

我们在气动调节阀的控制回路也做了电容滤波试验，有效果但不是十分理想。

3）对变送器4-20mA信号的抗干扰处理

变送器的4-20mA信号其抗干扰能力十分强，可是炉侧信号依然存在着很大的干扰，比如汽包液位变送器、炉膛负压变送器、除氧器液位变送器、给水流量变送器等。

变送器的抗干扰处理主要采取了以下三种措施：首先处理控制信号线缆的多点接地问题，由于都在DCS侧进行单点接地，效果并不是十分的理想。其次进行更换使用铜网屏蔽的控制电缆，效果还是令人满意，但还是有些信号点仍有1%的波动。最后根据波动的频率增加了滤波电容，其效果比较令人满意。

4）对于温度信号的抗干扰处理

热电偶的测温经转换所产生的毫伏信号的抵抗干扰的能力比较差，可是锅炉侧的热电偶温度测点其工作都正常，而汽机侧的热电偶温度测点经常有比较大幅度的摆动，有时高达60%，其基本上已经失去了测量监视的意义。经过我们在现场仔细的观察及相关人员分析讨论，发现其干扰是由发电机的线圈在受到较强的电磁干扰后产生的。

热电偶温度测量信号对抗干扰的处理方法采取了下列三种措施：首先更换了带屏蔽层的补偿导线，效果比较一般化，摆动幅度有所降低但仍有15%左右波动。其次普查了补偿导线屏蔽层的接地情况，决定采取就地进行单点接地法进行接地，达到了预期效果。最后根据实际波动频率采取加大选取电解电容的方式，使信号间的滤波与信号对地的滤波并用，效果令人十分满意。

2 结束语

针对山东阳城电厂2号机组OVITION系统模拟量信号波动的问题，我们首先针对OVITION系统的接地方式进行了分析，然后检查并且核实了系统的接地设计的规范性及实际接地系统，并且测量了接地电阻值，最终实现了所有的模拟量信号其屏蔽层进行单点接地。其并更换了调节门的控制信号电缆，加强了其对抗干扰的能力；更换选用了电容进行滤波，提高了整个系统的信号采集对抗干扰的能力。

经过山东阳城电厂2号机组OVITION系统模拟量信号由于干扰造成波动问题的处理，提出一下建议：1）对于DCS控制系统的信号线缆的选择是至关重要的，必须要选用铜网屏蔽层的优质控制电缆，最好是可以选择带铜屏蔽层的优质双绞线线缆。2）根据清查到的干扰信号的频率可以大胆选用电容使用，应该用钽电容或者是涤纶电容，电容如果正常使用的话可靠性可达到近百年。3）尽量在干扰源侧进行单点接地模式，这样有利于干扰电压对地进行放电，可以有效的防止干扰电压串入。