自動化控制系統的抗干擾設計方式分析與研究

楊明瑞

（曲阜師范大學工學院自動化,山東 日照 276800）

1 自動化控制系統中的干擾源研究

1.1 干擾來源以及干擾感應模型分析

對于干擾變量的根源，一般情況下是來源于傳輸電磁能量中不同的裝置或是設備，而對于實際的干擾源存在位置并不是統一的，干擾源具有靈敏性的特點，對于一些干擾變量很容易和傳感設備產生藕合的現象，進而產生電磁活動，這樣會在一定程度上對傳感設備帶來影響。

對于干擾量的起源部分就是干擾源環節，一般所以的進行電磁能量傳輸的設備，都有可能會成為干擾源。而且干擾源也可能在系統內部或是系統外部等不同的位置。而具體的干擾感應模型如下：

1.2 常見的干擾源分析

干擾源的種類和標準是相對比較復雜、繁多的，在一般情況下常見的干擾源有輻射干擾、傳導干擾以及設計施工干擾等，對于這些干擾，主要是由于變頻器、電流較大等因素到導致的，而且干擾源通過不同的分類規則也可以分成自然干擾源、技術干擾源、窄頻和寬頻干擾源等部分，而筆者就通過自身長期的工作經驗，對輻射干擾、傳到干擾以及設計施工干擾幾點進行全面分析，真正明確自動化控制系統中常見的干擾源情況，進而更加相應問題來制定合理的解決策略，提升自動化控制系統的工作水平和工作質量。

1.2.1 輻射干擾源分析

對于該干擾源主要是就是在電路、高平感應設備等產生了無可避免的輻射干擾現象，主要就是雷電、電弧電路以及射頻設備和高頻感應設備等，產生了空間的輻射電干擾問題。而該干擾在一般情況下是無法抑制干擾源，都是通過切斷或是減弱電磁干擾的傳播途徑，進行來降低干擾影響度，一般會運用等電位聯機、屏蔽或是保護隔離以及合理布線等措施來防止干擾源帶來較大問題，從而有效的開展防雷保護工作。

1.2.2 傳導干擾源分析

對于傳導干擾的形成主要是因電源線或是信號線的干擾所引起的，在很多的工業自動化控制系統當中，運用電設備部件而參數電磁感應，會對工業自動化控制系統帶來干擾，而且信號線也會產生電磁感應的現象，時代導線產生瞬間電流或是影響線路的現象，甚至還會導致控制系統死機等問題，一般的情況是運用絕緣電纜或是屏蔽接地的形式來降低干擾源帶來的影響。以下就對因電源線和信息引發的干擾進行分析。

首先，電源線引起的干擾問題。這一現象是工業現場比較常見的現象。對于這一干擾因兩個方面形成，一是供電電源系統直接竄入其中，二是供電電源藕合進入其中。而對于控制系統來說，通常情況下是由電網電源來進行供電，而且對于電網波動、大功率用電設備的啟停以及交直流傳動裝置諧波等現象的出先，都會由輸電線路傳入電源原邊，這樣會給控制系統帶來干擾問題。

而輸送電源中所帶來的干擾，應有效的運用愷裝電纜來開展抑制，在運用動力電纜以及信號電纜分開走的形式。而變頻器干擾抑制中，常用的形式就是愛變頻器加裝隔離變壓器，讓安裝的位置遠離檢測開關，走線要運用鋼管單獨安裝，而且變頻器應單獨安裝在指定位置等。

其次，因信號線引起的干擾問題。如果導線有電流經過時，會在周圍帶來感應磁場，而其會引起相鄰導線產生感應電流，而如果在感應電流足夠大的情況下，將會給檢測開關后級信號接收設備帶來一定的干擾信號。對于與控制系統連接的不同信號線，會有外部干擾信號的侵入現象出現，因而對引發控制器邏輯數據變化或是動作失誤和死機等問題。常見的干擾抑制形式，就是運用屏蔽電纜，在將幾條信號線屏蔽層編成辮狀接地。

1.2.3 在設計施工中引發的干擾問題

在開展不同的工程設計以及施工或是安裝工作當中，產生的干擾問題是在接地系統設計存在不合理現象和高頻發生器控制器設計不合理而引起系統混亂等，在設計施工中所引發的干擾有工程技術設計、安裝、調試和設備選型以及操作等因素而產生的干擾現象，包括開關高功率設備、接地系統混亂而引起干擾現象。而對于該類型的干擾抑制策略，主要就是應在設計中進行合理地設計接地系統，不斷提升整體的技術含量，以免設計施工干擾問題給工作帶來影響。

2 在自動化控制系統中抗干擾設計方案和策略

自動化控制系統的運用領域是比較廣泛的，其在各個領域間的作用也是非常重要的，而對于工業事業發展中，自動化控制系統也是非常關鍵的環節，因此在實際工作當中一定要明確自動化控制系統的重要性，并正確的認識到對自動化控制系統的干擾因素，進而根據實際情況來制定完善的抗干擾策略，真正有效的提升工業自動化控制系統的工作效率以及工作水平。

2.1 合理的借助計算機軟件來降低干擾信號的強度

在工業的自動化控制系統當中，不同的干擾都是因輻射、傳導、通信信號等因素而參數的，對于這些干擾問題影響到系統的正常運行和實際工作的良好開展，而自動化控制系統屬于計算機領域當中的部分，因此可以通過編程來對不同的輻射波進行分析和研究，進而對這些輻射波進行進一步的過濾和分析，也可以進行合理的數字化處理，從而有效的降低干擾信號的整體強度，從而更好的提升自動化控制系統的抗干擾能力以及水平等。

2.2 科學設計接地系統，真正有效的對電磁干擾進行抵制

在實際工作當中接地系統如果設計的不夠合理，那么也很有可能回出現電磁干擾問題，如果不能及時的處理這些干擾，將會帶來更加強烈的干擾信號，因此自動化工程師要結合實際情況，科學合理的設計接地系統，以此來降低電磁干擾。如通過電氣保護接地或是信號回路接地等形式，能夠有效的確保在自動化控制系統中降低電磁干擾的出現，從而能夠有效的讓自動化控制系統運行向安全性以及可靠性發展。

2.3 有效的運用控制系統，零部件削除調頻干擾

在自動化控制系統當中大量的零部件設備對整體的干擾也是不可以忽視的，對于這些零部件設備來說，也會在一定程度上產生干擾信號，會對自動化控制系統的正常運行帶來一定的影響。而對于自動化工程師一定要根據實際的要求，科學有效的選用零部件來消除調頻的干擾。如運用雙積分型的RC濾波器來有效的對高頻干擾進行消除，也可以運用雙差分輸入型交絞合線或是差動放大器來將共模干擾消除，在必要時也應結合阻抗匹配形式或是單邊接地以及光電隔離等策略，以此來提升自動化控制系統的運行效率以及工作水平。

2.4 科學有效的設計敷設線路來避免信號的干擾

敷設線路的設計如果出現不合理現象，將會帶來信號線、通信線等信號干擾，這對自動化控制系統也會帶來一定的干擾，對于該部分的干擾會對系統運行帶來阻礙。所以一定要對敷設線路的設計進行合理的優化和改善，增強敷設線路的抗干擾性能。在當前很多敷設線路還是運用普通標準型號的電纜線路來運行，這對電磁信號抗干擾工作的開展是相當不利的，要結合自動化控制票統實際運行情況，來對相應的敷設線路設計進行分析，重視敷設信號類型不同點，在選擇相應的線路來開展敷設，對于模擬信號以及數字信號來說，不要運用同一根電纜，以此來防止出現信號干擾問題。

3 結束語

對于自動化控制系統，在工業事業當中的地位是非常重要的，是促進工業事業長遠發展的關鍵，因此工業領域一定要正確的認識自動化控制系統的重要性，并對其干擾問題進行全面分析，為了更好的提升其工作效率和工作質量，必須要制定完善的抗干擾體系，以此來正確工業自動化控制系統的工作效率和質量，真正將自動化控制系統作用發揮出來。

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