淺析工業自動化控制系統的抗干擾措施

伍宇華

【摘要】 工業自動化控制系統為工業的發展作出了巨大的貢獻。但工業自動化控制系統運行過程中經常會受到各種各樣的干擾，這些干擾會影響系統的正常運行。只有弄清楚工業自動化控制系統的干擾來源及常見干擾源，才能制定出相對應的抗干擾措施。本文試從軟件設計、改進接地系統和合理選擇零部件等三個方面來探討工業自動化控制系統的抗干擾。

【關鍵詞】 工業自動化控制系統 干擾 抗干擾

鋼鐵工業生產過程中安裝了許多控制設備，包括PLC、DCS、IPC和各種各樣的傳感器設備。許多自動化水平的提高，越來越多的控制設備接入工業自動化控制系統。但這些龐大復雜的控制設備產生了各種各樣的電磁，形成干擾，容易使工業自動化控制系統失控。如何找到各種干擾來源及常見干擾源，制定相對應的抗干擾措施，提高工業自動化控制系統的穩定性，是每個自動化工程師的責任和義務。

一、干擾來源及常見干擾源

1.1干擾來源

干擾變量的根源通常來自傳輸電磁能量的各種裝置。但干擾源存在的部位不統一，干擾源的靈敏性也不一樣。有些干擾變量非常容易與傳感設備產生耦合，產生電磁活動，一定程度上影響傳感設備。只有認清不同類型的耦合方式，才能應用各種干擾。一般說來，耦合包括電流耦合、電磁場耦合、電容耦合和電感耦合。

1.2常見干擾源

常見干擾源的種類繁多，分類標準也比較復雜，但通常認為常見干擾源包括輻射干擾、傳導干擾和設計施工干擾。這些干擾都是因為變頻器或電流較大引起的。

（1）輻射干擾

輻射干擾主要由電路、高頻感應設備等產生。輻射干擾無法避免，通常采用消除電磁感應來減少空間輻射。通過諸如優化電路，消除高頻感應設備的電流等措施來降低輻射。

（2）傳導干擾

傳導干擾通常由電源線或信號線干擾引起，許多工業自動化控制系統的用電設備部件引起電磁感應，干擾工業自動化控制系統。當然也信號線也時常產生電磁感應，導致導線產生瞬間電流，影響線路，甚至造成控制系統死機。通常采用絕緣電纜或屏蔽接地等措施來降低干擾。

（3）設計施工干擾

某些工工程設計與施工或安裝也會造成干擾。例如接地系統設計不合理或高頻發生器控制器設計不合理都會引起系統混亂，進一步產生干擾。通常采用優化系統設計，提高技術含量來避免設計施工干擾。

二、工業自動化控制系統的抗干擾措施

2.1利用計算機軟件降低干擾信號強度

工業自動化控制系統中的各種干擾都是因為輻射、傳導、通信信號等各方面的原因。這些干擾影響了系統的正常運行，即然是計算機自動化控制系統，就可以通過編程來分析各種輻射波，進一步過濾和分析這些輻射波，甚至進行數字化處理，有效的降低干擾信號的強度，提高工業自動化控制系統的抗干擾能力。

2.2合理設計接地系統抵制電磁干擾

接地系統設計不合理也會產生電磁干擾，這種干擾不及時處理，會引入更加強烈的干擾信號。自動化工程師應很據工業自動化控制系統的實際運行情況，對接地系統進行合理的設什，比如，通過電氣保護接地或信號回路接地等等，保證工業自動化控制系統的電磁干擾減弱，進一步提高工業自動化控制系統運行的安全性、可靠性。

2.3合理選用控制系統零部件削除調頻干擾

大量零部件設備對工業自動化控制系統的干擾也是不可小噓的。這些零部件設備會產生大量的干擾信號，影響自動化控制系統的正常運行。自動化工程師應該合理選用零部件消除調頻干擾。例如可以使用雙積分型的RC濾波器來實現消除高頻干擾，使用雙差分輸入型交絞合線及差動放大器消除共模的干擾。必要時可以結合阻抗的匹配形式、采取單邊接地、屏蔽接地、光電隔離等措施來有效的提升工業自動化控制系統的運行效率。

2.4合理設計敷設線路避免信號干擾

敷設線路設什不合理而造成信號線、通信線、信號線等方面的信號干擾也是工業自動化控制系統的一部分，這部分干擾會影響系統的正常運行。因此，必須對敷設線路進行優化，提高敷設線路的抗干擾性能。目前大部分的的敷設線路仍然采用普通標準型號的電纜線路，這非常不利于電磁信號的抗干擾。關鍵時，應該根據工業自動化控制票統的實際運行情況進行相應的敷設。敷設線路設計時，應注意敷設信號類型的不同，選擇不同線路進行敷設、尤其是模擬信號和數字信號不能同用一根電纜，避免產生信號干擾的現象。

三、總結

總之，工業自動化水平的迅速發展刺激了我國工業經濟的發展，提升了工業生產效率。但各種零部件及電磁信號干擾帶給工業自動化控制系統極大的負面影響。只有認真尋找常見干擾源，采用積極主動的抗干擾措施，才能真正發揮工業自動化控制系統的真正作用。

參 考 文 獻

[1] 肖林茂.工業自動化控制系統的抗干擾技術的研究[J].中國科技博覽，2013（22）：3-3.

[2] 殷盛.解析抗干擾技術應用于工業自動化控制系統[J].科技風，2015（5）：9.