魏旭敏 刘阳
杭州和利时自动化有限公司 310018
摘要：在我国的化工行业中，DCS控制系统是保证各项生产环节顺利进行，进一步实现自动化生产目标的核心要素。因此，DCS控制系统的运行稳定性将对化工企业的生产与经营水平带来直接性的影响。为此，本篇文章通过分析DCS控制系统结构的特点，分别列举了几点能够干扰DCS控制系统信号的主要因素，并给出了几点改进建议，供参考。
关键词：化工行业；DCS控制系统；信号干扰
一、前言
目前，随着我国化工行业的稳定发展，DCS控制系统的利用率也在全面提高，进而逐渐成为了化工生产领域中的主流运作系统。整体来看，DCS系统具有十分明显的应用优势，其中包含了现代化的计算机信息技术、网络技术、自动化控制技术等等，通过将其广泛应用到化工行业的生产业务中，不仅可以进一步优化各项生产流程实现集中化管理目标，同时也能够为企业带来更高的经济效益。但需要强调的是，DCS控制系统在运行的状态中，对于周边的环境提出了较高的要求，如果存在负面因素，将会对DCS系统的运行信号带来直接性的干扰。为此，企业必须要从现实情况出发，找到可能对系统信号带来负面影响的因素，并提前予以解决。
二、DCS控制系统的结构与特点
（一）结构
相比较来看，DCS控制系统的组成部分较为复杂，其中主要包括工程师站、操作员站以及控制站等等。其中，工程师站专门负责的是DCS系统的应用组态；操作员站主要是负责构建系统，确保人机交互功能以及对于整个系统的运行状态进行合理监控；现场控制站则是DCS控制系统的核心中枢，其中又可划分为多项功能，例如CPU、储存装置以及各个执行单元等等。
（二）特点
DCS系统的优点较多，具体可分为如下几个方面：首先，DCS控制系统的适应性较强，能够根据生产业务的具体要求来灵活操作，并具有十分优秀的可拓展性。技术人员可以从实际情况出发来适当添加相关的功能目标，以此来进一步丰富控制系统的使用效果。例如，技术人员可以通过更换控制系统内的具体模块来进一步提高工艺生产水平，以此来更好的优化控制方案内容。其次，具有优秀的安全性能。在化工行业的生产业，需要对整个系统进行集中化操作和管理，但在传统的控制模式下，由于各项控制功能相对分散，因此会在无形当中造成不必要的资源浪费，使得不同级别之间无法进行资源互通。而在DCS控制系统的设计初期，则综合考虑了上文中所提到的多种情况，其中包括十分可靠的自动化运行设备以及容错技术，进一步达成了连锁保护以及自我诊断的功能，确保整个控制系统可以长时间地处于安全可靠的运行状态。
三、DCS控制系统信号受到干扰的主要原因
首先，材料与设备存在着质量问题。在DCS控制系统的运行过程中，对于接入控制信号的传递通常需要利用电缆来完成，那么如果所使用的信号电缆存在着老化或缺陷现象，使得其绝缘功能达不到应有要求，那么将会导致信号在传输过程中受到其他电磁干扰，进而对最终的测量结果产生误差。如果不能够及时予以解决，甚至会直接损坏整个运行设备。
其次，施工过程存在不规范操作。在DCS控制系统的运行过程中，会不停接收到非常多的信号。由于这些信号中的绝大部分是要经过电缆槽或电缆管的，因此企业会选择在相同的路径中敷设不同种类的电缆。但需要强调的是，由于各种不同的信号之间存在着分布电容，因此会在信号传输的过程中导致信号线之间形成干扰。如果信号在传输过程中，周边的环境发生交变磁通，那么将会对最终的传输结果带来极大的负面影响。
最后，接地不合理。出现此种问题的主要原因是信号线的两端出线接地问题，从而引发接地事故，在这一过程中对电势差带来极大的影响。
例如，如果信号线的两端同时接地下电位差较大，那么就意味着在信号线上会产生更大的环流，进而对电磁波带来不同程度上的干扰信号。
四、改进建议
对于化工企业来说，DCS控制系统几乎影响了各个方面的生产与经营活动，因此必须要从根本上找到能够对DCS控制系统信号所带来干扰的原因，并提前给出相应的防控和解决方法，以此来大幅度提高信号质量，保证机器设备的正常运行。
（一）隔离
首先，通过构建隔离机制，可以在信号之间建立起绝缘体，以此来避免出现漏电问题，使得DCS控制系统可以处于良好的运行状态。其次，在上文中有所提及，由于DCS控制系统会安装不同的电缆槽，技术人员则可以根据不同性质的信号来进行适当的隔离操作，将信号线进行等级上的划分。而针对控制系统在运行过程中所产生的模拟量信号，诸如输出信号或是低电平的输入信号，则需要考虑利用屏蔽双绞线的方式来进行连接，通过此种方式可以有效避免其他信号键在相同的电缆管上进行铺设作业。在具体的操作中，在完成信号类别划分后，则可以有针对性地选择相同的电缆管和电缆槽来完成铺设作业，以此来简化后续不必要的维护流程，达到应有的隔离作用。最后，技术人员还可以对电气设备来进行信号源的隔离操作，同时也可以根据实际情况来采用控制柜的方式，以此来避免由共模干扰所导致的控制柜卡件受损问题。技术人员只需要将控制柜和信号输入端子，利用隔离放大器来进行完全隔离，同时采用相关型号的光电器件来对开关量进行隔离即可完成操作，将大幅度减少信号干扰现象的出现。
（二）屏蔽
屏蔽机制所指的是，技术人员可以利用金属导体隔绝元件、信号线以及组合件等设施来构建屏蔽机制，以此来有效抑制由电容性耦合所产生的噪声。在绝大多数情况下，电噪声过大将会对信号带来直接性的干扰，因此技术人员一方面要考虑进行电屏蔽操作，同时也要兼顾到磁屏蔽操作。比较常用的方法是，可以利用导磁性能比较优越的导体来构建屏蔽机制，比较常用的导体有铁、镍等，当利用上述金属来对信号导线进行包裹完成之后，可以在上面再裹上一层绝缘层外套，以此来大幅度降低电场干扰。除此之外，技术人员也需要将屏蔽层进行接地处理，以此将感应电压控制在合理范围内。在最近几年来，随着现代化安装材料与设备的层出不穷，DCS控制系统的信号干扰问题也得到了很好地解决。
（三）电源
首先，化工企业务必要严格遵循国家对于整个行业所制定出的安全执行标准，在此基础之上来配置相应的电源，全面满足UPS装置的各项内部运行需求，同时还要为化工生产业务中所需要应用到的重要装置来单独配备专用电源，并为其构建出独立的供电线路和发电机，以此来保证其一直处于良好的运行状态。其次，对于化工企业内的大型装置来说，则要考虑采用冗余配置措施，并单独加装UPS电源充电环节，以此来进一步实现稳定输出目标。最后，化工企业还要保证电源接地的合理性，对电源的负载进行科学分配，通常情况下会采用三相四线星型结构配置电源。在进一步完善隔离方案时，技术人员要避。出现电压漂移或负荷不平衡的问题。如果控制系统所需要承担的复合电量较小，那么则可以考虑应用单向输出UPS来进行供电。在这一过程中，需要重点强调的是，零线一定不可以接地，以此来避免对信号传送带来负面干扰。
五、结束语
综上所述，通过上文中的简要分析可知，DCS控制系统是一项结构复杂且功能完善的新型自动化理系统，同时也可以为化工企业的安全生产提供最大化的力量支持。日后的工作中，化工企业者应当投入更多的技术和资金，进一步加大对干扰DCS控制系统信号因素的研究力度，并从实际情况出发来给出相应的预防和解决方案。
参考文献
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