工業自動控制系統的抗干擾技術

摘要：對于我國的工業發展，工業自動化控制系統發揮著至關重要的作用，隨著社會整體經濟水平的提升，工業化的程度也持續升高，然而目前，工業自動化受干擾的因素有很多，這些問題都是亟待解決的，要想解決這些問題，就必須將其干擾源找出來，這樣才能進一步制定出有效的抗干擾措施。筆者就對工業自動化控制系統中的干擾源進行一系列的研究，并對工業自動化系統的抗干擾技術進行簡單探討。

關鍵詞：工業;自動控制系統;抗干擾技術

引言

我國工業發展逐漸朝著自動化、信息化、智能化方向發展，越來越多的自動化控制系統被應用在工業生產中，然而，工業自動化控制系統應用現狀卻不理想，各種各樣的干擾源對于自動化控制系統的穩定、正常運行產生了直接的影響，所以，需要充分了解工業自動化控制系統受到的干擾情況，有針對性地進行抗干擾處理，進而提高工業自動化控制系統運行的穩定性。

1分析工業自動化控制系統的干擾源

1.1輻射干擾源

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。從理論角度分析，輻射干擾造成的影響沒有什么有效的方式進行控制，但是，在實際的生產過程中，一般采取割斷或者減弱其傳播途徑的方式來控制。具體的對策是：機械設備在等電位的條件下進行連接，合理布置電力線路，同時采取相應的隔絕保護措施，起到有效的預防作用。

1.2傳導干擾源

在傳導性干擾源當中，通常包含有電源線與信號線兩類引入干擾。因電源線引入所產生的干擾情況，是在企業的生產過程當中所普遍存在的。此類狀況的干擾源一般是由于供電系統竄入到控制系統，以及供電電源耦合到控制系統。一般情況下，工業自動化系統都是由電網的電源供電的，由于電網交直流、短路的傳動設置引起的大功率用電器在關閉或者開啟的時候也會對系統產生一定程度的干擾。干擾感應模型如下圖所示：

1.3施工干擾源

在施工過程當中所出現的干擾源，其通常是由于工程項目在進行設計、安裝與調試過程當中，因為設備的型號與操作情況的差異所產生的。例如，大功率的機器在進行啟動時，容易因為接地系統較繁復而產生較大干擾，這時就需要采取優化接地系統的方式來對抗產生的干擾。

2工業自動化控制系統的抗干擾技術研究

2.1軟件設計

采取軟件優化的方式，能夠明顯的減少干擾源產生的影響，這是當前許多抗干擾對策中最為重要的一項。工業自動化控制系統設計過程中，采用慣性濾波、中位值濾波、限幅濾波、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：第一，信號的類型不是完全相同，所以，電纜的類型也不是一樣，需要根據信號的種類對電纜類型進行合理的選擇;其次，應當注意的是，信號線纜和感性負載需要保持一段距離，比如，和功率比較大的電動機保持必要的距離等。

2.3電源設計

如果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

由于控制系統容易受到各種各樣的干擾，而且系統一旦受到干擾之后，系統的運行將會出現問題，通過分析可以發現，在系統設計不合理的情況之下出現電磁干擾的概率最大，因此，應當注意保障設計的合理性，通過合理的設計降低電磁干擾以及避免電磁干擾影響系統。信號源接地設計，在信號側接地設置屏蔽層，如果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

在進行元器件的選擇時，必須要依據所選用的電子產品本身的特性來選取。為了更好的縮減因元器件所造成的干擾，在傳輸的過程當中采用電流信號來替代數據信號，借助于雙積分型RC與AD濾波器，能夠實現對于高頻干擾信號的有效過濾。如果相應的元器件設備是由絞合線與差動放大器構成的設備器材，那么為了促使在信號線路當中，提高對干擾源的抑制作用，便應當將阻抗配置結合起來，在這之中主要結合了屏蔽地線、單邊接地與光電隔離等，從而能夠有效的實現對干擾源的抵抗。

2.6加強現場監督

因為在工業自動化控制系統的實際操作過程當中，現場環境十分復雜，因此必須要有經驗豐富的人員予以現場指導與監督。相關的施工人員必須要依據設計要求，來開展具體的施工作業，對于接地線同強弱點的安全距離，要引起足夠的重視程度。

3結語

總之，工業自動化的控制系統對于我國工業的發展具有十分重要的作用，但是，在工業自動化的控制系統當中存在一些干擾因素影響系統的運行，包括輻射干擾、地電位干擾、傳導干擾。在實際施工過程中，安裝、調試等操作都應該嚴格按照設計要求進行，對干擾進行有效的抑制，進而保證工業自動化控制系統能夠可靠、正常的運行，促進工業生產朝著科技化、現代化的方向發展。

參考文獻

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作者介紹：

柏景超（1990.03.06—），性別：男;籍貫：中國;民族：漢;學歷：本科;職務：電氣工程師;研究方向：工業自動控制;單位：長春市鑫渤自動化科技有限公司