DCS控制设备设计中的抗干扰问题

资源类型:pdf 资源大小:82.00KB 文档分类:工业技术 上传者:刘灵娣

文档信息

【作者】 董立国 

【出版日期】2005-04-10

【刊名】水泥

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1问题的出现我公司2004年3月新安装2台定量给料机,控制水泥生产中外加剂的掺加量。根据要求,该设备采取计算机集中控制和现场控制2种方式。每台定量给料机包含7个控制信号:开机、停机、复位、备妥、运行5个开关量信号和流量设定、流量反馈2个模拟量信号。开关量信号选用KVV8×1.0控制电缆,模拟量信号选用KYVP4×2×1屏蔽信号电缆。从控制柜到计算机控制柜大约100m,电缆进入到水泥粉磨系统原有的动力电缆桥架。在调试第二台定量给料机时,无意中发现调试好的第一台定量给料机存在无规律自己启动的现象:即中控操作人员没发出开车命令,该定量给料机仪表偶尔能自动运行起来。2故障原因分析定量给料机控制柜内部线路由厂家配置,其开停机控制部分线路接线如图1所示。图1定量给料机开停机控制线路首先怀疑仪表存在问题,可更换仪表后故障现象依旧;其次怀疑DCS控制系统开关量输出节点有误动作现象,更换其它节点及用万用表监测后排除这方面的原因;仪表启动控制信号是24VDC,测量DCS的开机命令信号线,发现只要中控室操作人员不发开机命令,信号线上并没有24VDC信号,但偶尔存在80VAC电压,正是这个电压信号使定量给料机仪表自动运行起来。这个80VAC电压是哪里产生的呢?首先检查了传输开关量信号的控制电缆,发现电缆桥架中几乎都是220VAC电缆,甚至还有几根高压电缆,当把原来控制电缆从桥架中抽出来后,80VAC感应电压消失了,至此,我们找到了产生故障的主要原因:敷设的控制电缆与桥架中其它的电缆之间产生近80V的交流感应电压,这个电压足以触发定量给料机仪表内部节点,导致设备在停止状态突然自动启动。为了解决问题,我们对定量给料机的控制电路和计算机控制部分各个环节进行了分析,发现了几种不妥之处:1)定量给料机仪表开机控制信号24VDC属于弱信号,DCS系统开机控制是一个无源节点,其输出24VDC信号由定量给料机控制柜内联锁单元提供,该24VDC信号由控制柜经动力桥架电缆传输到计算机控制柜;2)定量给料机开关量控制信号(开机、停机、复位、备妥和运行信号)共用一根控制电缆,包含220VAC和24VDC两种信号,强弱信号没有分别敷设电缆;3)由于定量给料机的开停机信号(24VDC)属于弱信号,其传输电缆不应该与其它高电压传输电缆共用同一电缆桥架,应单独敷设。3解决措施为解决此问题,我们研究了2个改进方案:一是重新敷设电缆,把24VDC信号单独铺设一根电缆,并且不能进到动力电缆桥架。这个方案比较麻烦,而且重新铺电缆既费工还不经济,此外周围只有一个动力电缆桥架,新铺电缆没有桥架可走;二是通过分析定量给料机开机控制原理,结合现场实际情况,改进电气控制线路的方式解决存在的问题:即在现场控制柜内的开停机回路里加一个220VAC继电器来转换控制信号,具体电路图如图2所示。定量给料机仪表开、停机控制信号(24VDC)通过柜内继电器常开节点输出,24VDC控制信号不通过动力电缆桥架进DCS系统无源触点再返回驱动仪表。DCS系统开停机命令直接驱动现场控制柜内220VAC继电器,因为继电器线圈电压是220VAC,它完全可以进到原来的动力电缆桥架中去,即使偶尔还存在感应干扰电压,但这个电压不足以令该继电器产生误动作,因此这个方案是切实可行的。经过此改进,原来存在的误启动现象消除,2台设备很快地投入使用。图2改进后的定量给料机开停机控制线路4结束语通过这次事故,我们积累了经验,一是设备若是有类似24VDC这种弱信号控制,且其需要进入DCS控制系统,其信号电缆最好单独铺设,并与其它信号(如220VAC等)不共用一根电缆,且该电缆不能进入含高压电缆的动力电缆桥架;有条件企业可以直接采用屏蔽电缆,抑制感应电压,消除隐患;二是若由于周围没有单独的弱信号电缆桥架,设备控制信号又类似24VDC这种控制信号,只能从电气控制线路上进行改进,通过加装220VAC继电器等方法转换,使现场控制柜与DCS系统之间的联系由24VDC信号转换为220VAC信号,实现对设备稳定、可靠地控制。(编辑孙卫星) DCS控制设备设计中的抗干扰问题@董立国$吉林亚泰水泥有限公司!吉林长春130617

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