電子自動(dòng)化控制中的干擾因素及處理對(duì)策

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，我國(guó)工業(yè)化水平日漸提升。電子自動(dòng)化在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，顯著提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。由于控制裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性等特點(diǎn)，在運(yùn)行中對(duì)外界環(huán)境要求較高，如果忽視對(duì)控制裝置的有效管理，將直接降低生產(chǎn)質(zhì)量及效率。文章將對(duì)電子自動(dòng)化控制面臨的干擾因素進(jìn)行分析和研究，并在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的處理對(duì)策。

關(guān)鍵詞：電子自動(dòng)化控制；干擾因素；處理對(duì)策

前言

電子技術(shù)快速發(fā)展，促使我國(guó)企業(yè)生產(chǎn)效率得到了穩(wěn)步提升，在促進(jìn)工業(yè)發(fā)展等方面具有積極作用。然而，受到諸多因素的影響，電子自動(dòng)化控制裝置存在一定弊端，極易受到外界因素的干擾，在很大程度上影響工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展。因此，加強(qiáng)對(duì)電子自動(dòng)化控制中干擾因素及處理對(duì)策的研究具有積極意義。

1 電子自動(dòng)化控制面臨的干擾因素

電子自動(dòng)化控制裝置容易受到干擾，除了其自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性特點(diǎn)外，在很大程度上是受到工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的特殊性的影響。由于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，存在大量電磁信號(hào)，且頻率不盡相同。當(dāng)裝置吸收有用信號(hào)時(shí)極易受到這部分電磁噪聲的影響，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，而當(dāng)前技術(shù)發(fā)展水平尚不能夠完全消除電磁干擾。具體影響因素如下：

1.1 靜電

靜電干擾在所有干擾中較為常見(jiàn)，其主要是由于電場(chǎng)通過(guò)電容器或者分布電容耦合傳輸?shù)皆O(shè)備中，最終對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的影響，特別是當(dāng)動(dòng)力線中存在電流時(shí)，線路外部的電場(chǎng)強(qiáng)度也將隨之增強(qiáng)。因此，動(dòng)力線及其周?chē)娙輰?huì)對(duì)裝置產(chǎn)生靜電干擾。同時(shí)，當(dāng)干擾線路與動(dòng)力線之間的距離越短，電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)更高，進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)大的干擾。

1.2 磁場(chǎng)耦合

該類(lèi)干擾主要是由于裝置周?chē)€路存在較大電流經(jīng)過(guò)。其對(duì)于裝置回路耦合的影響涉及交流電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力線等多個(gè)方面。且這些器件當(dāng)中交變電磁場(chǎng)強(qiáng)度較高，電磁場(chǎng)會(huì)與周?chē)娮泳€路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等現(xiàn)象，進(jìn)而在一定程度上影響裝置穩(wěn)定性[1]。

1.3 電磁輻射

電磁輻射是指電子裝置吸收外部電磁波出現(xiàn)異常情況。產(chǎn)生這種情況主要是因?yàn)橛|電電器、高頻加熱爐等設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電弧及電火花等現(xiàn)象，與該現(xiàn)象伴隨的是電磁輻射，直接影響控制裝置運(yùn)行有效性。另外，電磁波強(qiáng)度與裝置干擾程度成正比，前者強(qiáng)度越大，后者干擾程度也會(huì)越深。

1.4 共阻抗

眾所周知，電子回路之間的導(dǎo)線存在電阻及電感應(yīng)。當(dāng)裝置處于工作狀態(tài)時(shí)，回路的電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線中的電壓將會(huì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，此時(shí)阻抗壓降耦合將會(huì)轉(zhuǎn)換到其他回路當(dāng)中，最后形成共阻抗類(lèi)干擾。一般情況下，這類(lèi)干擾在線路橫截面等因素的影響下會(huì)發(fā)生一定變化，如橫截面較窄，更易受到干擾。

1.5 漏電耦合

漏電耦合主要是指裝置內(nèi)、外部與電氣部分直接接觸而出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。出現(xiàn)漏電的主要因素在于外部溫度、濕度等因素導(dǎo)致電子絕緣層性能大打折扣，在系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生漏電情況。一般來(lái)說(shuō)，外部環(huán)境中濕度越高，裝置中的各個(gè)器件含水量也隨之增加，直接影響線路絕緣性能，造成漏電耦合干擾的出現(xiàn)，在工業(yè)生產(chǎn)中這種干擾較為常見(jiàn)[2]。

1.6 電網(wǎng)

電子自動(dòng)化裝置運(yùn)行動(dòng)力電源主要來(lái)自于電網(wǎng)，而電網(wǎng)中交流電變換會(huì)受到用電設(shè)備的影響，進(jìn)而促使電網(wǎng)中形成干擾信號(hào)，與此同時(shí)，電網(wǎng)的低頻次干擾信號(hào)在經(jīng)過(guò)裝置變壓器耦合處理后將會(huì)滲透至次級(jí)位置，從而將電網(wǎng)產(chǎn)生的干擾因素作用到裝置當(dāng)中，影響裝置有效性的發(fā)揮。綜上所述，影響自動(dòng)化控制的干擾因素較多，要想促使其穩(wěn)定運(yùn)行，采取行之有效的措施加強(qiáng)對(duì)干擾源的控制十分必要。

2 電子自動(dòng)化控制中抗干擾處理對(duì)策

要想有效控制裝置免受外界因素的影響，需要從電磁干擾產(chǎn)生的源頭開(kāi)始，具體來(lái)說(shuō)，可以從以下幾個(gè)方面入手：

2.1 采取接地方式避免靜電

作者根據(jù)長(zhǎng)期工作經(jīng)驗(yàn)，明確金屬導(dǎo)體具有特殊性，在裝置運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)靜電趨于平衡狀態(tài)時(shí)，其導(dǎo)電體的點(diǎn)電位位置相同。基于此，作者采取接地的方式隔斷電纜線，最大限度上屏蔽靜電的干擾，同時(shí)對(duì)裝置進(jìn)行屏蔽處理，然后對(duì)屏蔽設(shè)備進(jìn)行接地操作，實(shí)現(xiàn)裝置的抗干擾防護(hù)目標(biāo)，從而確保控制裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 采用雙絞線

電子自動(dòng)化裝置在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用過(guò)程中，其內(nèi)部無(wú)可避免產(chǎn)生磁場(chǎng)，勢(shì)必會(huì)對(duì)裝置運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。這類(lèi)干擾本質(zhì)上屬于近場(chǎng)干擾形式，為了避免干擾，需要在干擾源周?chē)O(shè)置屏蔽物，促使干擾源無(wú)法接觸到裝置，且干擾源也不會(huì)向外輻射，從源頭上避免一些干擾的影響[3]。但是在具體操作之前，應(yīng)對(duì)信號(hào)傳輸距離進(jìn)行觀察，如果距離過(guò)長(zhǎng)，不適合采取這種方式。而是采取雙絞線的形式替代信號(hào)線，促使雙絞線中的感生電流能夠有效抵抗干擾，確保控制裝置有序進(jìn)行。

2.3 選擇低電阻金屬材料

一般來(lái)說(shuō)，如果交變電磁場(chǎng)的頻率較低時(shí)，其產(chǎn)生的電磁輻射強(qiáng)度也較弱，因此，對(duì)裝置的干擾就會(huì)十分有限，但是當(dāng)交變電磁場(chǎng)的頻率升高，其產(chǎn)生的輻射也會(huì)隨之增加。對(duì)此我們可以選擇低電阻金屬材料，如鋁、銅等，在裝置外部設(shè)置屏蔽層，降低干擾的影響。當(dāng)高頻電磁場(chǎng)與屏蔽層互相作用時(shí)，二者將會(huì)形成渦流反應(yīng)，并在渦流磁場(chǎng)的影響下，逐漸削弱輻射強(qiáng)度，直至完全消除。根據(jù)上文提高的靜電處理措施來(lái)看，如果在原有基礎(chǔ)上引入低電阻金屬屏蔽層，能夠避免電磁與靜電輻射雙方面的影響。

2.4 擴(kuò)大電源功率容限

對(duì)于共阻干擾而言，主要采取擴(kuò)大電源功率容限的方式降低電源內(nèi)阻，同時(shí)還應(yīng)分開(kāi)設(shè)置模擬與數(shù)字電路，將二者連接到對(duì)應(yīng)的電源輸出端口處，如此一來(lái)，不僅能夠最大限度上擴(kuò)大地線同電源導(dǎo)線橫截面，還能夠縮短線路距離。通過(guò)這種方式提高共阻抗干擾效果[4]。另外針對(duì)強(qiáng)調(diào)設(shè)備帶來(lái)的共阻抗干擾而言，應(yīng)確保連接在一起的控制裝置工作地與安全地具有足夠小的接地電阻，才能夠保障控制系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.5 加強(qiáng)對(duì)裝置的日常維護(hù)

裝置在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，不可避免出現(xiàn)或多或少的問(wèn)題，對(duì)于漏電耦合干擾來(lái)說(shuō)，最為有效的措施是定期對(duì)裝置進(jìn)行維護(hù)和檢查，特別是信號(hào)線路上的雜物等，將裝置運(yùn)行環(huán)境控制在適宜的溫度、濕度環(huán)境當(dāng)中，優(yōu)化裝置工作環(huán)境。同時(shí)應(yīng)盡量擴(kuò)大信號(hào)線之間的距離，特別是當(dāng)電流較大、電壓較高情況下，應(yīng)保持較遠(yuǎn)的距離，同時(shí)配合屏蔽等措施降低漏電耦合對(duì)裝置產(chǎn)生的不良影響。

2.6 利用壓敏電阻

針對(duì)電網(wǎng)干擾，可以利用壓敏電阻吸收電網(wǎng)電壓中的浪涌過(guò)壓，或者將高頻率波抑制調(diào)頻產(chǎn)生的干擾。同時(shí)在控制裝置當(dāng)中設(shè)置報(bào)警設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際情況的監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏電現(xiàn)象，并采取行之有效的措施，加以避免和調(diào)整，從而消除外部干擾。

3 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)上文所述，電子自動(dòng)化控制裝置將會(huì)在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用和普及，為了確保控制裝置在應(yīng)用中最大限度發(fā)揮積極作用，我們應(yīng)明確認(rèn)識(shí)到當(dāng)前控制裝置運(yùn)行中面臨的干擾因素，并堅(jiān)持合理原則，采取相應(yīng)的處理措施，不斷削弱干擾，并加大技術(shù)研究力度，與自動(dòng)化控制裝置有機(jī)整合，逐漸消除干擾，從而推動(dòng)我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]陳鐵.如何提高電子自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2015（9）：56-57.

[3]焦志穎.如何提高電子自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性[J].中國(guó)外資，2013（18）：349.

[4]張建霞，王體君.工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)分析[J].科技風(fēng)，2014（14）：46.