工業自動化控制系統的抗干擾技術研究

莊山

（蘇州升皓電氣自動化有限公司，江蘇 昆山 215331）

隨著經濟的發展和社會的進步，我國的工業化程度也正在不斷加深，但是從目前的工業發展現狀尤其是自動化系統的運用情況來看，依然有不少因素在影響和改變著自動化系統的運營效率，需要開發并完善抗干擾技術，提升工業自動化控制系統的運行效率，從而進一步推動我國工業化進程的不斷發展。

1 影響工業自動化控制系統運行效率的因素分析

（1）輻射性干擾因素。在工業自動化控制系統運行的過程中，雷電、電弧電路以及大多數高頻感應的設備器材等，都會對其造成嚴重干擾，而且到目前為止，從技術手段上并不能對這類干擾因素進行徹底地阻隔或攔截，甚至技術人員還無法從源頭上找到這些干擾因素的共性，只能將其歸類到輻射性干擾的范疇中。但是在實際的工作和運行中，為了能將這類輻射性干擾因素的影響結果降到最低，技術人員通常都會采取切斷或阻隔電磁輻射傳播路徑的形式，對工業自動化控制系統進行相對保護。例如，通過安裝避雷針，可以從外在對輻射進行隔絕，通過合理規劃和整理線路等形式，從內部對輻射進行阻隔，使用等電位的設備作為最有效的輻射隔離手段，其應用的范圍最廣泛，效果也相對明顯，但是由于設備成本較高，大面積使用的可能性還相對較小，因此對輻射性因素的阻隔還無法做到全面化和具體化。

（2）傳導性干擾。傳導性干擾具體分為2個類型，首先是以電源線為主要表現方式進行干擾。無論是工業自動化控制系統的運行還是建筑工程施工中，以電源線為主的干擾類型都相對廣泛，它的來源渠道有2種類型，通過供電系統或設備直接進入到自動化控制裝置中，以及經過供電設備或系統以耦合的方式進入到自動化控制裝置中。具體來講，我國大多數工業自動化控制系統，所采用的電源類型都是由電網直接提供的，因此在實際的電源輸入過程中，由于斷網短路、用電設備開關以及電網功率變化等問題，都會或多或少地對控制系統造成影響。因此，一旦在傳輸過程中發生干擾，可以采取分離信號電纜和動力電纜的形式，將干擾的影響減至最低。而如果是由于變頻器損壞或故障發生的干擾，則需要在與電網保持一定距離的前提下，安裝必要的變壓器，以減少干擾因素的影響。

其次是以信號線的方式進行的干擾類型。多數情況下產生磁場感應都是由于電線接通電源造成的。具體來講就是該磁場能夠與附近的導線相互感應并形成強有力的電流，當該電流達到一定的數值時，便會使信號接收器產生電流變動進而形成一定的干擾。由于電線與電源在接通之后，或多或少都會產生一定的電流輸送，因此信息接收設備和控制系統之間就會產生反應，進而產生干擾，輕則會造成信息的錯亂，出現數據讀取失敗或錯誤的現象，重則可能會發生死機的情況，因此接通電源的電線應該盡量以屏蔽性電線為主，防止其與電源接通后產生電流形成干擾。

2 工業自動化控制系統的抗干擾技術研究

（1）對線路和電源進行有效隔離。在對大功率變頻器和電源進行設計的過程中，需要事先對其干擾因素進行研究和清除，使電源線路和電源能夠始終免受外界因素的干擾，保障工業自動化控制系統的有效運行。具體來講，技術人員在設計PLC類型的電源時，需要首先對該類型的電源進行考察，在簡易接通電源之后，分析其干擾因素的類別，以此判定采取安裝接地屏蔽層或隔離變壓器等方式，對外界的干擾因素進行徹底清除，以提升工業自動化控制系統的運行效率。

（2）有效改變軟件的制作方式。為了能夠有效提升工業自動化控制系統的運行效果，技術人員可以采取改變軟件制作方式的形式，在實際設計具體軟件類型的過程中，有效考察目標系統的抗干擾條件，經過反復大量的實驗將平均濾波法、慣性濾波法以及中位值濾波法等應用到軟件設計中，并利用數字化處理模式，將影響工業自動化控制系統的干擾因素提取出來，增設外部信號的準入條件，在有效提升信號傳出正確率的前提下，提高系統運行效率，從而為工業技術的發展提供保障。

（3）變換管線的設計模式。該方法主要是技術人員通過科學設計通信管道和線路、電線以及鋪設正確電路的方式，提升工業自動化控制系統的運行質量。具體來講，技術人員在選擇和設計設備、電纜線以及電線的過程中，需要將成本因素、抗干擾能力的多寡等條件考慮在內，利用簡易的實驗環節對該方法進行測試。即使是標準型號的電纜和電線，技術人員也需要在實際的鋪設信號中注意與不同類型的電纜相對接，并對其進行分層的鋪設。尤其是要防止數字信號和模擬信號電纜的重復使用，以保證功率負載力在正常的情況下發揮作用。

（4）有效利用接地系統和其他技術。合理采用接地系統不僅可以減少工業自動化控制系統所承受的干擾來源，同時還能使系統形成自身的抗干擾源，提升運行效果。設計者需要采取有效的接地方式，強化整個系統的抗干擾作用。除此之外，在選擇電子器件的時候，技術人員也應該充分考察工業自動化控制系統自身的特性，選擇適當的電流信號，如濾波器、雙積分式AD轉換器防止電流的干擾。而在實際的抗干擾技術施工中，管理者也應該采取有效的管理方式保障施工現場的安全性和整潔性，盡量與技術過關的從業者進行合作，在施工完畢后應該對整個現場進行勘察和檢驗，從而提升工業自動化控制系統的運行效果。

3 結語

隨著工業化的發展，工業自動化控制系統也逐漸成了當下人們生產的主要方式。因此，對其干擾因素進行分析和處理，不僅能夠提升控制系統的運行效率，還能保障工業化的生產價值。在實際的工作和技術引用中，需要對線路和電源進行有效隔離，有效改變軟件的制作方式，變換管線的設計模式，利用接地系統對管線進行控制，提升工業自動化控制系統的運行效率，從而為工業技術的發展提供保障。