淺析工業自動化系統抗干擾技術

高波

摘要：由于如今社會的飛速發展，時代的快速變換，為了趕上時代的潮流，一直沉默的工業發展技術也推出了新的技術，工業自動化控制技術，正如名字一樣，是一個完全自動化的控制技術，它可以讓工業飛速發展，解放勞動力，提高效率。不過，就算是完全自動化可在實際操作中還是會有一些問題暴露出來，比如受到一些因素的影響，嚴重的會完全影響了工業自動化控制技術系統得穩定性，導致工作進行不下去，甚至出現各種問題。因此，針對這些有可能出現的情況，應該及時想出解決的方法，例如積極采取有效的抗干擾技術，最大程度的降低或者消除各種感染源，使得工業自動化控制技術系統能夠繼續有效的進行工作。下面分析了工業自動化控制技術系統有可能遇到的干擾情況，表明了一些有效的抗干擾技術：

關鍵詞：自動化控制系統；抗干擾技術

前言

近年來，隨著我國國民經濟的飛速發展，各行各業也不斷的更新發展，尤其最為顯著得便是工業發展了，工業自動化控制技術是新興的發展技術，作為一個自動化的工業技術，應不斷的提高自己的性能屬性?？墒枪I自動化控制技術系統卻總是因為各種各樣的干擾源對于工業自動化控制技術系統的穩定和正常運行都造成了嚴重的影響，因此，如果想要使得工業自動化控制技術系統的正常運行，就必須找到干擾因素，并且解決這些問題。尋找干擾因素容易，解決也不是很難，只需要充分了解工業自動化控制技術系統所受到的干擾情況，有針對性的進行處理，一個一個的突破。只要找到干擾因素，知道了問題所在，解決起來就比較容易了，只有解決了這些問題，工業自動化控制技術系統就能為工業發展提供很大的力量，使其可以進一步的發展，也提高了工業自動化控制技術系統的穩定性。

1工業自動化控制系統的干擾分析

1.1傳導干擾

（1）信號線引入干擾。電流通過信號線過程中產生感應磁場，相鄰信號線受到感應磁場影響會產生一定的感應電流，隨著感應電流的增大，和檢測開關相連接的接收設備會受到干擾影響，由于信號線中電流持續流過，會影響和信號線相連接的自動化控制系統正常運行，使得控制器邏輯數據不穩定，甚至發生死機或者錯誤動作。（2）設計施工干擾。工業自動化控制系統在施工設計階段，由于操作、設備型號、調試、安裝、工程技術設計等因素，安裝設計過程中，接地系統混亂或者控制器、高頻發生器或者開關高功率設備之間的距離較短，造成工業自動化控制系統設計施工干擾。（3）電源線干擾。工業現場的電源線干擾非常常見，其主要來自兩個方面，一方面是工業自動化控制系統受到供電電源耦合影響；另一方面，干擾信號通過供電電源系統進入自動化控制系統。工業自動化控制系統主要通過電網電源供電，其運行過程中經常受到很多因素的干擾和影響，例如，電網短路暫態沖擊、大功率用電設備停止或者開啟、電網波動等都會影響工業自動化控制系統的正常運行。

1.2輻射干擾

工業自動化控制系統受到的輻射干擾主要是指電弧電路、高頻感應設備、雷電、射頻設備等產生的干擾，對于這種干擾源，在實際應用中沒有很好的方法進行消除，而可以通過減弱或者直接切斷電磁干擾傳播途徑，采用裝設防雷設備、合理布置線路、保護隔離、等位機屏蔽或者聯機等措施，保障工業自動化控制系統的安全運行。

2工業自動化控制系統的抗干擾技術

2.1軟件設計

工業自動化控制系統設計過程中，采用慣性濾波、限幅濾波、中位值濾波、平均值濾波等方法通過計算機程序對系統信號實現數學處理，消除或者減少干擾信號的強度、數量，保障輸入信號的穩定性和可靠性，這種方法計算機程序很容易移植，便于修改系統參數，有效提高數字濾波的穩定。

2.2管線設計

為了減少工業自動化控制系統的干擾，應優化管線設計，包括通信線、電源線、信號線管道等，電源線設置應和通信管線保持足夠距離，并且使用金屬管道覆蓋通信管線，正確敷設電纜線路，結合抗干擾、經濟性、實用性等因素，選擇合適的信號電纜線，其中最常見的是雙芯屏蔽雙絞線，電纜線敷設過程中應注意以下問題：其一，對于不同信號，敷設不同電纜線路，結合傳輸信號類型，分層敷設電纜線路；其二，不能使用同一根多芯電纜同時傳輸數字信號和模擬信號，電纜和電源線不能共用；其三，不能在同一個線槽中放置電源線纜和信號線纜，避免平行、近距離的進行敷設施工，若電源線纜和信號線纜必須放置在一起，兩種線纜應保持60cm以上的距離；其四，大功率電動機應和信號線纜保持適當的距離。

2.3電源設計

若工業生產現場包含變頻器和大功率器件，對于電源線路采取科學有效的抗干擾措施，對電源設備進行有效隔離，在進線電源分級部位設置避雷器，使用隔離變壓器設置在PLC電源輸入端，對于隔離變壓器的次級繞組和初級繞組，裝設屏蔽層，然后做好可靠接地，通過雙絞線作為二次側接線。

2.4接地設計

工業生產現場環境變化會干擾信號線，發生誤動作、測量精度下降、死機、程序跑飛、系統數據混亂等現象，這主要是由于接地系統設置不合理，對于工業自動化控制系統應做好接地設計，通過正確、合理的接地設計，有效抑制工業自動化控制系統受到電磁干擾影響，在實際應用中包括信號屏蔽接地、系統接地和安全接地。工業自動化控制系統接地設計過程中，嚴格區分保護接地和工作接地，保護接地電阻不能超過2歐姆，強電設備接地點和接地極接地點之間保持10m以上的距離，埋設在工業生產現場建筑物周圍10m的區域。信號源接地設計，在信號側接地設置屏蔽層，若信號線中間如果有接頭，做好絕緣處理，牢固連接屏蔽層，防止信號線多點接地，連接多芯對絞電纜線和屏蔽雙絞線，相互連接好各個屏蔽層，然后進行絕緣處理以后，選擇合適接地位置進行單點接地。另外，計算機接入信號之前，在大地和信號線之間連接電容，有效減少共模干擾，將濾波器裝設在信號兩極之間，減少差模干擾。

2.5選擇合適器件

結合不同電子設備的特性，選擇合適的器件，例如，通過設置RC、AD雙積分濾波器，使電流信號和電壓信號轉換傳輸過程中消除高頻干擾，有效減少差模干擾。采用雙絞線和差動輸入器，做好單邊接地、屏蔽地線和光電隔離，消除共模干擾。

結束語

綜上所述，工業自動化控制技術系統得穩定性對工業發展有著至關重要的作用，因此，對于工業自動化控制技術系統可能出現的任何問題都應該予以重視，發現問題應該及時想到解決的辦法。正如如今工業自動化控制技術系統面對的就是各種各樣的干擾因素，而想要解決這一問題就要做到抑制干擾因素，但是抑制干擾因素是件及其復雜的事情，需要考慮各個方面的因素，因此，需要企業在施工過程中就監督好各個過程。在施工的時候結合自動化控制技術系統的規格和型號，做好全方位的防護，防止干擾因素的出現，并且做好各方面抗干擾的設計，盡量降低干擾因素和消除一些不必要的問題出現。防護措施做得好，才能有效的保證工業自動化控制技術系統的正常運行，提高工業自動化控制技術系統的安全性和可靠性。

（作者單位：哈爾濱天達控制股份有限公司）