1、警惕無線通訊對DCS的擾動
目前，現(xiàn)場操作人員和儀表維護人員大都配有無線電對講機，頻段為13-470MHz，以建伍公司對講機某款為例，其發(fā)射功率為4.32W，在聲音最大(發(fā)射功率最強)時對于lm遠處的設(shè)備產(chǎn)生的電磁場強度為：
在0.5m遠處產(chǎn)生的交流電磁場強度可達到29.18V/m。
某煉油廠儀表車間曾用對講機對儀表系統(tǒng)的擾動作過試驗，擾動源采用建伍公司某款對講機，測試用萬用表在控制室內(nèi)串接在被測回路上，對講機在室外進行試驗，現(xiàn)場儀表的表蓋及電氣連接部位密封良好。試驗結(jié)果如表1所示。因此，應(yīng)嚴格規(guī)定使用對講機必須距儀表或DCS設(shè)備lm以上；此外，雷達、氬弧焊和超聲波設(shè)備等均會對DCS系統(tǒng)造成擾動，使用這些設(shè)備時都應(yīng)遠離DCS設(shè)備。
表1 電磁波干擾的實測數(shù)據(jù)
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儀表 |
儀表誤差 |
儀表制造廠 |
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測試距離＜0.5m |
0.5＜測試距離＜1.5m |
1.0＜測試距離＜1.5m |
測試距離＞1.5m |
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1151變送器 |
大于40% |
大于10% |
可忽略 |
可忽略 |
ROSEMOUNT |
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ST3000變送器 |
大于40% |
可忽略 |
可忽略 |
可忽略 |
HONEYWELL |
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EJA變送器 |
大于40% |
可忽略 |
可忽略 |
可忽略 |
川儀橫河 |
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大于40% |
可忽略 |
可忽略 |
可忽略 |
昌暉儀表 |
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DCS（TDC-3000） |
誤動作 |
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HONEYWELL |
2、防止由保護接地引入的擾動
(1)接地體的設(shè)置從抑制擾動的觀點出發(fā)，防止電力系統(tǒng)對儀表系統(tǒng)的擾動，將兩個系統(tǒng)的接地完全分開，各自設(shè)置接地體，對儀表和DCS系統(tǒng)的抗干擾是有利的；但從工程的觀點來看，有以下不利之處：
①單獨設(shè)置接地體投資大，安裝維護麻煩。
②儀表單獨設(shè)置接地體，由于接地網(wǎng)小，抗擾動能力差，易受地電位差的影響，當出現(xiàn)大的電機投運和雷電，極易受雜散波影響而引起電位波動，從而引起DCS及儀表誤動作。
③在爆炸危險場所，由于有地電位差的存在，不同接地點的設(shè)備意外直接或間接接觸時，可能產(chǎn)生電火花引起爆炸。為防止這種情況發(fā)生，要求各接地點電位接近或相等。
DCS設(shè)備采用的是220VAC單相交流電，如果采用三相交流隔離變壓器或UPS供電時，變壓器的次級或UPS的輸出應(yīng)采取三相四線制星型(Y)結(jié)構(gòu)，并將三相負載均勻分配。其正確的做法如下：
①采用Y型結(jié)構(gòu)的三相四線制的隔離變壓器或輸出為三相四線制的UPS時，為避免由于負荷不平衡引起相位及電壓的漂移，給DCS造成擾動，中線(零線)必須接地。
②采用單相輸出的UPS或單相變壓器時：
a、如果DCS及儀表系統(tǒng)的保護地是與電氣統(tǒng)一接地網(wǎng)連在一起時，電源零線不可接地，應(yīng)將電源浮空，以避免電氣統(tǒng)一接地網(wǎng)對DCS的擾動。
b、如果DCS及儀表系統(tǒng)采用獨立的保護地時，電源零線應(yīng)與系統(tǒng)保護地連在一起，以避免地電位差通過機殼對DCS產(chǎn)生擾動。
(3)在中性點直接接地的低壓配電系統(tǒng)中，除另有規(guī)定者和移動式用電設(shè)備外，零線應(yīng)在電源外接地，并且用電設(shè)備(DCS機柜等)應(yīng)采用接零保護。
3、正確地配置DCS的電源
化工行業(yè)標準《儀表系統(tǒng)接地設(shè)計規(guī)范》HG/T 20513-2014 明確提出PLC、DCS、計算機系統(tǒng)采用不間斷供電方式。UPS的選用應(yīng)注意以下問題：
(1)UPS裝置內(nèi)應(yīng)有變壓穩(wěn)壓環(huán)節(jié)和維護旁路功能。維護旁路應(yīng)自變壓穩(wěn)壓環(huán)節(jié)后引出，或維護旁路單獨設(shè)穩(wěn)壓變壓器UPS內(nèi)部主電源與旁路電源具有自動同步的功能。
(2)UPS有三入三出、三入單出、單入單出等多種型式。由于單相輸出的UPS容量有限，較大的UPS(大于15KVA者)大都是三入三出的型式。三相電源經(jīng)UPS處理后，其輸出相位的對稱性取決于三相負載的對稱程度，應(yīng)均勻分配UPS三相的負載，并應(yīng)選取具有相位調(diào)整功能的UPS。
(3)瞬斷時間。許多人以為UPS輸出是不可中斷的，這是一種誤解，實際上UPS內(nèi)部有幾種情況會造成輸出的中斷：
①主電源斷路后，后備電池放電也已結(jié)束，負載向旁路切換；
②UPS內(nèi)逆變器損壞，負載向旁路切換；
③負載電流超限，手動向旁路或向逆變器切換。該切換時間應(yīng)小于DCS允許瞬斷時間(按小于3ms考慮)。
(4)當負載向旁路電源切換時，由于動力電源內(nèi)阻很小，一般不會造成電壓瞬間躍升，但負載返回到逆變器時，則會出現(xiàn)瞬間電壓降落。
任何負載，只要能承受2ms的電壓瞬斷，就能承受初期(第一個半周期內(nèi))跌落27%的瞬變影響。例如ABB公司的M0D300系列最大允許瞬間電壓跌落小于15%，但要求降落9%時就應(yīng)該開始回升，否則將對DCS造成極大的擾動。因此，UPS的電壓瞬間跌落應(yīng)小于10%。
(5)正確選擇UPS結(jié)構(gòu)。目前，UPS結(jié)構(gòu)大同小異，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。這種結(jié)構(gòu)的UPS設(shè)計有備用電源，備用電源來源于獨立的發(fā)電機組或獨立的供電線路。DCS用的UPS應(yīng)將主電源和備用電源同時接入，且主備電源之間能自動進行無擾動切換。
(6)大型聯(lián)合石油化工裝置的DCS供電，應(yīng)采取UPS電源的充電和逆變環(huán)節(jié)冗余配置措施，以求UPS輸出穩(wěn)定，保證DCS安全運行。
