試析工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾措施

【摘 要】當(dāng)今世界科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，工業(yè)的發(fā)展速度也日益加快。目前，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)作的過程中存在很多問題，干擾了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)作。因此，分析和解決工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾問題十分重要。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)；自動(dòng)化；抗干擾

工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)工業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展起著非常重要的作用，但就目前的應(yīng)用和發(fā)展情況看，工業(yè)自動(dòng)化受干擾的問題亟待解決。要解決這個(gè)問題，必須分析出工業(yè)自動(dòng)化的干擾源，這樣就能制定出相應(yīng)的抗干擾措施。

一、工業(yè)自動(dòng)化的干擾源分析

（1）設(shè)計(jì)和施工時(shí)的影響。在工程進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試的過程中，設(shè)備的型號(hào)選擇和操作等會(huì)引起自動(dòng)化控制系統(tǒng)的干擾。常見的現(xiàn)象有接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)混亂，打開或關(guān)閉功率較高的設(shè)備，控制器和高頻器之間的空間距離設(shè)計(jì)得不夠長(zhǎng)等。（2）由信號(hào)線引起的干擾。各種各樣的信號(hào)線在和自動(dòng)化控制系統(tǒng)相連接時(shí)，可以傳輸一些非常重要的信息，但與此同時(shí)，在傳輸?shù)倪^程中，會(huì)有一些干擾信號(hào)侵入，從而影響自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這種入侵主要分為兩種方式，一種是通過供電的電源電網(wǎng)進(jìn)行干擾；另一種就是空間中的電磁輻射的干擾，也叫做信號(hào)線外部的感應(yīng)干擾。這種干擾會(huì)使信號(hào)工作測(cè)量的誤差加大，從而使信號(hào)工作發(fā)生異常，同時(shí)也會(huì)使自動(dòng)化控制系統(tǒng)的原件產(chǎn)生一定規(guī)模的損傷。（3）雷電電磁波產(chǎn)生的干擾。雷電電磁波對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制的干擾主要是外圍空間的干擾。它通過雷擊電池的脈沖對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸線路、電源的傳輸線路以及信號(hào)輸入的浪涌電壓和電流造成損害。（4）電源線引起的干擾。電源線引起工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的干擾是非常常見的。這種原因引起的干擾主要分為兩種情況：一種是直接通過供電的電源系統(tǒng)竄入，另一種是通過供電的電源耦合進(jìn)入。自動(dòng)化控制系統(tǒng)在一般情況下都是由電網(wǎng)的電源供電的，電網(wǎng)短路、交直流的傳動(dòng)設(shè)置引發(fā)的諧波、大功率的用電設(shè)備的開啟或關(guān)閉以及電網(wǎng)的波動(dòng)等對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)也會(huì)產(chǎn)生干擾。（5）地電位產(chǎn)生的干擾。地電位產(chǎn)生的干擾同樣是工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的常見干擾源之一，通常，自動(dòng)化控制系統(tǒng)若要獲取基準(zhǔn)電位，就必須進(jìn)行接地獲得接地的基準(zhǔn)點(diǎn)。在單相接的過程中產(chǎn)生的短路電流會(huì)引起自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中出錯(cuò)，產(chǎn)生混亂。

二、自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾措施

（1）有經(jīng)驗(yàn)的工程師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。工程的現(xiàn)場(chǎng)施工條件較復(fù)雜，則一定要由工程師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指揮，以保證施工的人員按照設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行施工。在施工時(shí)，還要特別注意接地線強(qiáng)弱電流之間的安全界限。施工結(jié)束之后，還要按功能和區(qū)域有步驟地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。（2）在處理信號(hào)的時(shí)候采用濾波技術(shù)。處理信號(hào)時(shí)采用濾波技術(shù)，就可以處理好傳輸信號(hào)特定頻率，在過濾器中剔除其中的很多干擾信號(hào)，使整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的干擾減少。目前濾波技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品很多，其中主要有機(jī)械濾波器、晶體濾波器等等。隨著科技的發(fā)展，一些體積較小、使用效率較高的濾波器也相繼問世，促進(jìn)了工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展。此外，在計(jì)算機(jī)編程時(shí)，通常采用中位值濾波、慣性濾波、平均值濾波和限幅濾波等方式進(jìn)行信號(hào)的處理，以減少甚至消除自動(dòng)化控制系統(tǒng)干擾信號(hào)的強(qiáng)度和數(shù)量，使信號(hào)可靠性增強(qiáng)。（3）屏蔽電磁和靜電。選擇一個(gè)用較好的金屬材料制造出來的容器，把自動(dòng)化控制系統(tǒng)需要進(jìn)行保護(hù)的部分放入其中，以便讓內(nèi)部的磁場(chǎng)不影響外部電路的工作，實(shí)現(xiàn)靜電屏蔽。而對(duì)于那些頻率較高的干擾性磁場(chǎng)，則需要采用可以進(jìn)行屏蔽的金屬電渦流，消耗自動(dòng)化控制系統(tǒng)受到的干擾量。有效的結(jié)合靜電屏蔽以及電磁場(chǎng)的屏蔽可以使工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾性得到很大的提高。（4）電源設(shè)計(jì)。在變頻器和大功率的電器應(yīng)用較多的場(chǎng)所，要制定好電源隔離和線路上的各項(xiàng)抗干擾措施，例如PLC電源的輸入端要使用隔離變壓器，并對(duì)隔離變壓器的初級(jí)和次級(jí)的繞組加上屏蔽層，對(duì)進(jìn)線的電源進(jìn)行分級(jí)并加裝上避雷器等。在輸電過程中的干擾情況，可以用鎧裝電纜抑制，此外將信號(hào)電纜和動(dòng)力電纜分開。（5）接地點(diǎn)的完善。目前的接地方式主要有電容接地、直接接地和浮地接地等。自動(dòng)化控制系統(tǒng)是低電而高速的控制裝置，應(yīng)該用直接接地的方式。但由于信號(hào)電纜分布電容和輸入裝置濾波的影響，目前的自控系統(tǒng)大多采用的是串連一點(diǎn)或一點(diǎn)接地的方式。由于各個(gè)裝置中心接地是以獨(dú)立的接地線進(jìn)行引向接地，若信號(hào)線的中間出現(xiàn)接頭的情況，屏蔽層要進(jìn)行牢固的連接和絕緣處理。

在進(jìn)行工業(yè)建設(shè)的工程中，要結(jié)合具體的工作環(huán)境，仔細(xì)分析工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的干擾源，并對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行型號(hào)和規(guī)格的設(shè)計(jì)，在施工的過程中進(jìn)行規(guī)范的安裝和調(diào)試，并制定合理可靠的解決措施，使工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)能免受各種干擾的影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使工業(yè)的發(fā)展越來越向現(xiàn)代化、科技化靠攏。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]陶權(quán).探析自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動(dòng)化.2012（2）：

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[2]李世發(fā).基于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾措施的研究[J].技術(shù)開發(fā).

2011（4）：86～87