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妈湾电厂DCS模拟量信号大范围波动分析处理 |
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| 妈湾电厂DCS模拟量信号大范围波动分析处理 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-23 16:28:09  |
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摘要：分析了发电总厂4号机组模拟量信号大范围波动的原因，介绍了其处理过程及实际效果，指出了DCS系统施工中应注意的事项。
妈湾发电总厂现有4台哈尔滨电气集团生产的300MW机组，一期2台机组DCS系统选用INFl—90控制系统，二期2台机组DCS系统为Procontrol—P控制系统。1997年夏季4号机组投产调试时出现了DCS系统模拟量信号大范围波动现象，严重影响了安全生产。
4号机组DCS系统模拟量信号大范围波动，说明计算机控制系统受到严重的电噪声干扰。抗干扰一般从3方面入手：(1)消除干扰源；(2)切断干扰途径；(3)提高自身抗干扰能力。对于大型计算机控制系统，既要防止外部干扰(主要是切断干扰途径)，又要消除系统自身各组成单元相互产生的耦合干扰。通常，解决干扰的重要手段和最有效的措施是计算机系统接地和采用屏蔽技术。
1 DCS系统接地回路普查
DCS系统的接地技术是最基本的抗干扰手段，因此，首先测量了4号机组的接地电阻。采用电桥法，测得4号机组DCS系统接地电阻为0．007 39Ω，符合技术要求。在噪声干扰时用示波器测得接地点无干扰信号，将4号机组DCS的系统地线按原设计接回原接地点，DCS模拟量的波动依然如故。接着把接地检查转到控制柜间的接地连接和信号屏蔽的单点接地上，检查结果表明，柜间连接规范，信号的单点接地不起作用，甚至对某些信号有负面影响。
2 气动执行机构干扰的处理
二期DCS系统的调节执行机构中，6台风机、电泵勺管执行器是HB电动执行器，汽机调节是电液调门，除此之外均为气动。4号机组几乎所有的气动执行器都波动，无法投入自动运行，全部为手动操作。
二期气动执行机构设备类型有3种：(1)美国BAI- LEY公司AV23、AV33气动执行机构；(2)多种型号的 VALTEK气动执行机构；(3)FISHER气动执行机构。美国BAILEY公司的阀门有15个调节阀波动。波动时，阀门动作较小，一般<5％。VALTEK气动执行机构一般在13个调节阀波动。波动时，阀门动作较大，一般在15％-25％之间。FISHER气动执行机构有3个用于给水泵再循环调节，均不波动。
在检查单点接地时发现，气动调节阀的信号控制电缆屏蔽层松软，有的是锡皮屏蔽，电缆中部屏蔽层断裂，更换带铜网屏蔽层的优质电缆后，干扰消失，控制信号稳定。
在气动执行器控制回路也做了电容滤波实验，有的效果可以，但不理想。
3 压力变送器4—20mA信号的处理
4-20mA信号抗干扰能力很强，然而炉侧这些信号仍然存在着较大的干扰，如汽包水位、除氧器水位、炉膛负压、给水流量、烟气含氧量等。
4—20mA信号的处理主要采取3种措施：(1)清理控制信号电缆多点接地问题，全部在DCS侧单点接地，效果不理想。(2)更换铜网屏蔽的优质控制电缆，效果满意，但有个别点仍有1％左右的波动。(3)根据波动频率加滤波电容，效果满意。
4 温度信号的处理
热电偶测温产生的毫伏信号抗干扰能力较差，但汽机侧的温度测点工作都很正常，而炉侧的温度测点时常有大幅度的波动，有时高达80％以上，基本失去了测量的意义。对此，经过仔细观察分析，发现干扰是炉本体受到较强的电磁干扰所致。
热电偶温度信号的抗干扰处理基本上采取3种措施：(1)更换带屏蔽层的补偿导线，效果不好，波动幅度虽然降低但仍有10％以上波动。(2)清查补偿导线屏蔽层接地情况，采取就地单点接地法接地，效果很好。 (3)根据波动频率加大选取电解电容，信号间滤波与信号对地滤波并用，效果满意。
5 结语
针对4号机组DCS控制系统模拟量波动问题，首先分析了DCS系统的接地方式，检查并核实了接地设计的规范性和实际接地系统，测量了接地电阻，实现了所有模拟量信号屏蔽层的单点接地。其次，更换了调门控制电缆，加强了其抗干扰能力；选用电容滤波，提高了DCS系统信号采集的抗干扰能力，并采取就地单点接地法和多电容滤波法，解决了小信号干扰问题。
通过对4号机组DCS模拟量波动问题的处理，提出以下建议：
(1)DCS控制系统电缆的选取至关重要，要选用带优质铜网屏蔽层的控制电缆，最好是带优质铜网屏蔽层的双绞线电缆。
(2)根据干扰信号频率可以大胆选用电容，尽量使用钽电容或涤纶电容，单个电容正常使用的可靠性近百年之久。
(3)在干扰源侧单点接地，有利于干扰电压对地放电，可有效防止干扰电压的串入
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