DCS系统抗射频干扰测试记录
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分散控制系统抗射频干扰能力的要求和测试记录分散控制系统(DCS系统)是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统,用于监测和控制工业过程中的各类设备和参数。
由于工业现场常常存在复杂的电磁环境,其中包括射频(Radio Frequency,RF)干扰源,因此对DCS系统的抗射频干扰能力提出了要求。
在DCS系统的设计和制造过程中,需要考虑系统在可能的射频干扰环境下的工作能力,并进行相关的测试记录。
以下是对DCS系统抗射频干扰能力的要求和测试记录的详细介绍。
1.抗射频干扰能力的要求:-系统应能在射频电场强度较高的环境下正常工作,不受射频干扰影响;-系统对常见的射频干扰源如手机信号、电台等具有一定的抵抗能力;-系统在受到射频干扰时,能够及时发出报警并采取相应的措施,保证工业过程的安全运行;-系统本身的电磁辐射应符合相关的国家和行业标准,避免对周围设备和人员产生干扰。
2.抗射频干扰能力的测试记录:在DCS系统的设计和制造过程中,需要进行一系列的测试记录来验证系统的抗射频干扰能力,包括以下方面:-系统的基本功能测试:验证系统在正常工作环境中的基本功能是否正常;-系统的抗射频干扰测试:将DCS系统置于已知的射频干扰环境中,记录系统的工作状态和性能表现;-系统的抗射频干扰性能测试:在射频干扰环境中对系统的电磁辐射、抗干扰性、抑制性能等进行测试;-系统的报警功能测试:测试系统在受到射频干扰时,是否能够及时发出报警并采取相应的措施;-系统的电磁辐射测试:测试系统本身的电磁辐射是否符合国家和行业标准,是否会对周围设备和人员产生干扰。
测试记录应包括测试时间、测试环境、测试方法、测试结果等信息,并按照相关标准和规范进行存档和审核。
如有必要,还可以对测试过程中的关键数据和参数进行分析和评估,以进一步提升系统的抗射频干扰能力。
总之,对于分散控制系统(DCS系统)抗射频干扰能力的要求和测试记录是保证系统正常工作和工业过程安全运行的重要环节。
DCS系统干扰及处理作者:陈国卫来源:《科学与财富》2013年第03期随着DCS在工业控制中的广泛应用。
其可靠性直接影响到工业的安全生产和经济的运行。
自动化系统中使用的各种类型DCS,它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中,极易受到各干扰因素的影响而导致参数的波动、紊乱、甚至停机等故障。
显然增强系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。
一、干扰产生的原因及类型等干扰产生的三大要素为:干扰源、传播路径及敏感元件等。
常分为差模干扰与共模干扰1、差模干扰:差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种干扰直接叠加在信号上,影响了测量与控制的精度。
图1:差模信号图1中Ud为差模干扰电压,干扰信号直接作用于信号线两级,使信号线对地分别产生了干扰信号U1与U2。
差模干扰在两根信号间传输,属对称性干扰,通常采用双绞线或屏蔽线传输信号以消除差模干扰2、共模干扰:信号相对于公共电位基准点(一般为接地点)的电位差,信号接收器的两个输入端子同时出现的干扰。
它主要由电网串入,大地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的同方向电压迭加所形成图2:纯共模信号图2中Uc为共模干扰电压,由于信号线对地存在寄生电容C的影响,使信号线分别对地产生了干扰信号U1与U2,当为纯共模信号时,U1=U2=Uc.于是U3=0,没有干扰电流流经负载。
虽然纯共模干扰信号它不直接影响测量结果,但是当信号接收端的电路参数不对称时,它会转化为差模干扰,对信号接收产生干扰抑制共模、差模干扰的有效方法。
(1)采用屏蔽的双绞线并可靠的接地(2)强电场地方要考虑增加镀锌管屏蔽(3)布线时远离强电线或强电设备(4)采用高品质的供电电源二、常用的抗干扰措施:1、抑制干扰源:一般主要是通过在干扰源两端并联电容来实现或是在干扰源回路中串联电感或电阻以及增加续流二极管等来实现。
大多品质好的电气设备在出厂设计时皆考虑了这些因素。
DCS安全运行扰动因素及处理对策由于无线通讯设备的普遍使用,不正确的接地,电源系统配置不合理或不完善,都会影响DCS系统的安全运行,为此必须采取相应的对策,预防或消除这些影响。
工程师在本文对影响安全运行的扰动因素及处理对策做详细阐述。
1、警惕无线通讯对DCS的扰动目前,现场操作人员和仪表维护人员大都配有无线电对讲机,频段为13-470MHz,以建伍公司对讲机某款为例,其发射功率为4.32W,在声音最大(发射功率最强)时对于lm远处的设备产生的电磁场强度为:在0.5m远处产生的交流电磁场强度可达到29.18V/m。
某炼油厂仪表车间曾用对讲机对仪表系统的扰动作过试验,扰动源采用建伍公司某款对讲机,测试用万用表在控制室内串接在被测回路上,对讲机在室外进行试验,现场仪表的表盖及电气连接部位密封良好。
试验结果如表1所示。
因此,应严格规定使用对讲机必须距仪表或DCS设备lm以上;此外,雷达、氩弧焊和超声波设备等均会对DCS系统造成扰动,使用这些设备时都应远离DCS设备。
表1 电磁波干扰的实测数据仪表误差2、防止由保护接地引入的扰动(1)接地体的设置从抑制扰动的观点出发,防止电力系统对仪表系统的扰动,将两个系统的接地完全分开,各自设置接地体,对仪表和DCS系统的抗干扰是有利的;但从工程的观点来看,有以下不利之处:①单独设置接地体投资大,安装维护麻烦。
②仪表单独设置接地体,由于接地网小,抗扰动能力差,易受地电位差的影响,当出现大的电机投运和雷电,极易受杂散波影响而引起电位波动,从而引起DCS及仪表误动作。
③在爆炸危险场所,由于有地电位差的存在,不同接地点的设备意外直接或间接接触时,可能产生电火花引起爆炸。
为防止这种情况发生,要求各接地点电位接近或相等。
(2)为减少对DCS系统的扰动,一般做法是,将DCS保护地接入全厂电气统一接地网。
在接地点附近,不应有大型变压器或高中频用电设备接入。
DCS设备采用的是220VAC单相交流电,如果采用三相交流隔离变压器或UPS供电时,变压器的次级或UPS的输出应采取三相四线制星型(Y)结构,并将三相负载均匀分配。
DCS系统的抗干扰主讲:朱勇彬•系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠性和最优化运行的关键。
•特别是DCS和现场总线系统,若不考虑好抗干扰问题,就不能保证系统安全、可靠运行。
干扰的类别1.由于测控信号往往是一种微弱的直流或变化缓慢的交变信号,最后还要通过长距离(有时长达几百米甚至更远)传输。
2.像大功率马达和其它电气设备产生的磁场,高压电气设备产生的电场以及各种电磁波辐射等等的存在和变化都将以不同的途径和不同的方式混入测控系统中。
3.通常来说干扰仪表测控系统的干扰源主要有电力网络和电气设备的暂态过程、雷电等引起空间的辐射干扰和系统电源线、信号引线、接地等引起的系统外引线干扰。
4.干扰总体上分为两大类:外部干扰和内部干扰,详细分析无外乎由于辐射、温度、湿度、振动、传输、感应、电源、接地几个方面。
来自空间的辐射干扰•主要通过两条路径:–一是直接对计算机内部辐射,由电路感应产生干扰;–二是对计算机外围设备及通讯网络的辐射,由外围设备和通信线路的感应引入干扰。
来自传输的干扰•主要有两种途径:–一是通过传感器供电电源或公用信号仪表的供电电源即配电器串入的电网干扰;–二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,严重时会引起元件损坏,逻辑出错和系统故障。
来自接地系统的干扰•主要是接地系统混乱:测控系统的屏蔽接地线及机壳接地线、信号接地线、功率地线、交流电源地线等引起的噪声耦合干扰。
产生干扰的三要素•各种干扰源(噪声源)对测量装置及检测系统产生干扰电流(电压),需同时具备三个要素:•⑴噪声源;•⑵对噪声敏感的接受电路;•⑶噪声源到接受电路之间的传输途径。
电磁干扰及其抗干扰措施•电磁干扰主要由电力网络和电力设备的暂态过程、雷电、无线电广播、雷达等产生的。
解决电磁干扰措施:–DCS、现场总线系统设备要远离产生磁场设备。
–靠装置测控制室墙体采用钢筋混泥土。
–I/O模块、控制器安装在带通风装置的铁皮柜。
–严禁在机柜室使用对讲机、手机。