探析自動化控制系統的抗干擾設計

摘 要：隨著我國科學技術的不斷提升和經濟發展速度的加快，我國自動化控制模式已經逐步在現代工業的制造生產中得到推廣，并為工業發展做出了極大的貢獻。與此同時，在工業生產過程中，自動化控制系統不可避免地遇到了一些問題和困境，這些問題阻礙了自動化控制系統的進步，并給工業生產帶來了負面的影響。本文就目前自動化控制系統中一些常見的干擾因素進行了剖析，闡述其原因，并提出相關的針對性解決措施。

關鍵詞：自動化控制系統；抗干擾；設計

隨著近些年來的工業自動化控制系統的不斷進步和發展，其在我國的工業生產和發展過程中開始發揮其獨有的能力和作用，促進社會發展和經濟進步的同時，反過來受到社會經濟發展的促進，使工業化的水平得以不斷提升。在自動化控制系統的運行中，其容易受到不同類型干擾源的影響，從而使得自動化控制系統的運作受到阻礙。因而如何將這些干擾因素合理地解決，正是抗干擾工作的核心問題，只有探究和剖析干擾源及其成因，并據此提出相應的解決措施，才能促進自動化控制系統的穩步發展。

一、影響自動化控制系統的幾大常見干擾源

自動化控制系統是我國生產活動的重要組成部分，尤其對于工業等行業而言，其生產的效率等直接同自動化控制系統息息相關。從當前的情況來看，在許多情形下，自動化控制系統均會受到干擾，如下探究幾種常見的自動化控制系統的干擾源。

（1）來自電源的干擾

在生產活動中，經由電源線引致的干擾是最為常見的一種干擾。這種類型的干擾主要通過兩種途徑進行干擾。其一，直接經由供電電源系統竄入控制系統，其二，在供電電源進行耦合的過程中進入自動化控制系統進行干擾。一般而言，自動化控制系統是使用電網的電源來進行供電的，因而在這一過程中多種因素均會對系統產生干擾和影響。比如，大功率用電設施的啟用或終止、電網的波動、由于電網短路時形成的暫態沖擊等，這些情形下，其通過輸電電源線路進行傳輸，即會對控制系統產生干擾。對于輸送過程中產生的干擾而言，針對性地，可以利用鎧裝電纜來進行抗干擾。將信號電纜同動力電纜進行分離來達到目的。對于變頻器產生的對自動化控制系統的干擾而言，要對變頻器進行隔離變壓器的加裝，同時要使檢測開關同安裝位置保有充分的安全距離，對于其走線而言，在條件允許情況下，要利用鋼管獨立穿線，并將變頻器獨立安置于鐵皮箱中，目的是使其能夠對外部屏蔽。

（2）來自信號線的干擾

當導線中電流經過時，其周遭會產生感應磁場，其會導致相鄰導線產生感應電流，當感應電流達到一定的值，就會對自動化控制系統產生干擾和影響。由于電流在信號線中的流動是不可避免的，因而同系統相連的各種信號線都有可能受到外部信號對其的干擾，從而導致自動化控制系統產生邏輯數據的破壞和死機。

（3）來自輻射的干擾

輻射干擾指的是射頻設備、雷電或各種頻率較高的感應設備、電弧電路等對自動化控制系統產生的干擾。這種類型的干擾很大程度上是無法進行抑制的，因而要通過減少其發生的幾率來進行抗干擾，主要通過切斷其傳播途徑等方式來進行操作。

（4）來自傳導裝置的干擾

通過傳導的方式進行干擾有兩種主要方式，第一種，通過電源線引入干擾；第二種，通過信號線引入干擾。這兩種干擾方式下，又存在一些其他次要的傳導干擾，在此不一一列舉。

二、自動化控制系統抗干擾相關措施

（1）進行接地系統的合理設計

在對上述等干擾源的調查研究下，發現在對接地系統設計上若不能合理設計，則容易產生電磁干擾的情況，基于這種現狀的存在，需要對接地系統進行合理完善地設計，從而達到抑制電磁干擾的目的，同時，合理設計接地設備可以對外方的干擾信號同樣產生抑制作用。從反面來講，若接地設備設計不合理，則不僅不會對干擾源產生抑制，反而由于其自身問題而導致更多的對自動化控制系統的干擾，進而導致整個生產運作受到影響。

（2）進行管線的合理設計

進行管線合理設計指的是合理設計信號線、電源線包括通信線路管道。對于電纜選擇上，挑選正確電纜，合理進行敷設，考慮信號電纜的選擇時，從實用性、經濟性、抗干擾性方面進行選擇。從目前看，選擇標準型號的電纜一般而言較為合理。此外，敷設信號時，要對不同類型的信號進行區別的傳輸，信號電纜要根據不同類型的傳輸信號進行不同層次敷設，比如對模擬信號和數字信號的不同敷設。此外，要防止信號電纜接頭，使用完整的電纜進行作業。

（3）利用軟件設計方式實現抗干擾

在自動化控制系統運行過程中，受到諸如輻射、傳導、信號等各種方面的影響而出現干擾的現象，需要針對其進行抗干擾的研究。其中，利用軟件設計的方式達到抗干擾的目的是較為有利的。利用軟件設計，通過計算機環境進行運算，對不同程序的不同步驟、類型等進行過濾分析，使用諸如濾波法等對不同參數值進行分析和解析，從而達到信號數字化處理的目的，從而對干擾源進行抑制和強度的削減，從而通過科技提高自動化控制系統的抗干擾能力。

（4）保障生產活動現場工作的順利開展

在實際的生產活動過程中，由于諸如人為操作等的影響，容易對系統產生干擾，因而在生產活動開展的現場，需要有專業的、擁有豐富經驗的人員進行監督指導，從事生產的人員需要按照設計要求和標準程序進行操作和作業，對一些容易產生干擾的部分進行重視，比如對于接地線和強點、弱點之間的安全距離等的重視。從生產活動的實際開展中對干擾源進行抑制也是抗干擾活動較為重要的一環。

（5）合理選擇器件

選擇器件過程中，要按照生產所需的設備特性進行選擇。比如利用雙積分型AD濾波和RC濾波器進行高頻干擾的消除。再如為能夠更好降低茶末干擾，在傳輸過程中，要利用電流信號對電腦信號進行替換等。

綜上所述，在社會經濟的不斷發展和科技的進步下，自動化控制系統也將更加迅速地發展，并對我國的社會發展起到促進作用。對于自動化控制系統中存在的干擾源，對其進行查明和研究，并據此進行抑制和削減，從而促進自動化控制系統的正常運作，為其發展打下良好的基礎。

參考文獻

[1]李榮華.色心晶體微弱信號測試抗干擾技術的研究[J].華僑大學學報，2014（03）.

[2]李世發.基于工業自動化控制系統的抗干擾措施的研究[J].硅谷，2011（13）.

作者簡介：

陳小春（1976-），性別：女，民族：漢，籍貫：浙江，當前職務：設計員，當前職稱：工程師，學歷：碩士，研究方向：工程技術方面。

（作者單位：貴州航天控制技術有限公司）