冶金自动控制系统抗干扰解决方案

2018-01-31尹万聪

世界有色金属 2018年5期

尹万聪

（赞比亚谦比希铜冶炼有限公司）

当前，随着科技的不断发展，自控系统发展的种类也在日益增多，这也致使在自控系统运行中出现的干扰源增多。同时，在自控系统中存在的接地形式也在增多，例如数字地、信号地和屏蔽地等，这些接地方式的不同也会使自控系统的抗干扰能力表现的不同，所以，掌握和分析自控系统接地问题，可以有效的提高自控系统的抗干扰能力[1]。

1 自控系统接地分类及作用

接地系统是由接地联结和接地装置组成。自控系统采用接地联结采用分类汇总，然后与总的接地板进行连接。自控系统信号多位低频信号，所以在接地时采用单点接地，信号回路中要尽量少的避免出现接地回路，防止干扰。当前在电气设备中采用的接地系统有多种，这些接地系统针对不同的工作环境，为电气设备提供不同的接地方法[2]。

（1）TN-S系统。TN-S系统在直接进行接地时，电器设备外露可导电部分通过零线接地的接零保护系统。其中N是工作零线，PE是其专用的保护接地线，电器设备外露的可导电部分连接到PE上。TN-S系统是一个由PE线和三相四线相结合的接地系统。若采用这个系统，就要使用独立的变配电所。TN-S系统分别将工作零线N和专用的保护接地线PE分开使用的供电系统，这其中专用保护接地线PE是不带电的，且没有电压，而工作零线N是带电的，有一定的不平衡电流，工作零线只是用来单相照明负载回路的，这就使得这个系统较为可靠和安全。在工业或民用等低压供电的电气设备，例如计算机等，如果没有什么比较要求的话，都可以用TN-S这个接地系统。

（2）TN-C-S系统。TN-C-S这个系统主要用在建筑施工等需要零时供电的场合，这个系统包含了两个接地系统，分别是TN-C系统和TN-S系统，前半部分使用TN-C系统供电，后半部分使用TN-S系统供电，分界面是PE线以及N线的连接点，并且在进户时负载不平衡电流要较小，PE线需要重复的进行接地，PE线除了在总箱和N线相接之外，其他的分箱N线和PE线都不相连。在这个系统中带电的是中性线N，而PE则没有电。TN-C-S接地系统的安全性比较高，在实践中运用效果也较好，只要使用接地引线，都能够在接地体中引出去。

（3）工作接地。工作接地的主要作用便是防止信号干扰，保证自控系统能够稳定、准确的运行，让地面为电路提供基准信号参考点位，它又包括有机器逻辑地、屏蔽接地和本质安全接地。

2 自控系统干扰来源

（1）空间辐射所带来的干扰。一些高频感应加热设备会产生空间辐射电磁场，例如电力网络、无线电、电器设备等，这类辐射干扰的成分较为复杂其分布较广。根据对自控系统仪表控制系统的影响分为两类，第一种是对仪表内部进行辐射干扰，通过电路感应导致干扰出现，这会使自控系统中的很多电子回路工作发生问题，并且这种干扰影响的面积较大，此外，还会给通信线路和外围设备造成一定的影响。第二种是外部磁场产生干扰，这会是外部感应的测量信号出现问题，倘若感应的信号较弱的话，外部干扰的效果还会更加明显。空间辐射干扰所产生的原因与自控系统设备所在现场的布置和环境都有着一定的关系，其所在的场地的布置和设备的电磁场和频率都会直接产生干扰。

（2）电源产生的干扰。在给自控系统进行供电时，供电的方式采用的是电网供电，但是电网所涉及的范围较广，所以在这个过程中会受到空间电磁的干扰，最后使得电网线路上出现感应电压。此外，如果电源内部出现开关操作浪涌等情况导致的谐波以及电网短路暂态冲击等等，都会使电源对自控系统产生干扰。

（3）信号线产生的干扰。自控系统的核心便是计算机，在自控系统中有着大量的信号传输线与核心电脑相连，这些传输线的种类较多，所涉及到的信号也很多，这就会使外部的干扰信号也会随传输线传输进来，最后给自控系统造成严重的影响。例如信号线受到空间电磁辐射感应然后造成的干扰，信号线所带入的干扰信号会使正常的信号工作受到影响，并且会导致控制精度下降，有时可能还会致使元器件出现损伤。

（4）接地问题导致干扰出现。电子设备的接地问题是保证系统稳定的关键，要想提高电子设备系统的稳定性和兼容性，就必须对接地问题予以重视，重视接地问题才能使接地工作更好的进行下去。如果电子设备的接地是错误，那么不但不会抑制干扰问题，反而会将干扰信号引进来，最终导致系统的正常工作被打乱，给系统的正常工作造成严重的干扰。

3 安装接地系统时注意的问题

（1）设备和自控系统之间的接口。在自控系统的使用中，一定要在安装过程中就将各项细节把握清楚。首先便是设备与自控系统间的接口，这个接口是自控系统发出指令的关键地方，会对之后系统的运行产生非常重要的影响。此外，还应该对设备进行详细的检测，确保设备可以满足安装需求。

（2）注意安装传感器的位置。自控系统的计算机是通过传感器所传输回来的数据来分析，然后得出监测结果。在自控系统中，尤其是在接地的时候，如果发生问题，一般便是传感器发生问题，所以要注意传感器安装位置的正确性和安装时的方法。因为传感器出现问题的原因，与传感器安装的位置和安装时的方法都有着密切的关系，在安装传感器时，如果不重视传感器安装方法的正确性和安装的位置，这都会使自控系统可能出现严重故障。

（3）合理的安置高频电路。在面对高频电路进行处理时要采用多点接地的方式使用，其中地线与设备外壳相连。为了更好的将电路地电位降低，在这其中的每个地线要尽可能的减短，只有这样才能降低接地线抗阻的作用。多点接地系统具有很明显的优势，高频驻波现象会有明显的降低。但是其接地点比较多，设备中的地线回路会有明显的增加，其会干扰低电平信号，导致不良影响的出现。这便要求必须做好高频线路的处理工作，降低接地过程中的干扰，发挥自控系统的作用。