探究工業自動化控制系統的抗干擾技術

劉才明

摘要：在社會經濟與科技的飛速進步的背景之下，規?；a的方式也在不斷向高效率和節約性的方向發展，自動化控制系統的應用也更加廣泛。為了保證實際生產效益和系統運行的穩定性，必須要重視對控制系統的抗干擾能力提升。本文將介紹關于自動化系統當中常見的干擾類型，以及分析其有效的處理方式。

關鍵詞：工業自動化;控制系統;抗干擾技術

引言

隨著自動化技術在工業生產當中的廣泛應用，其實生產規模和流水線路也在不斷擴大，會產生一些系統的內部干擾或外界的環境因素影響實際生產效率，必須要通過對系統的優化設計來長話應對能力，不斷推動我國工業自動化生產的進步與發展。

一、自動化控制系統中的干擾分析

（一）系統內部干擾

自動化控制系統當中涉及的內部干擾可分為連線問題和信息處理兩方面，前者和系統電路結構的設計和加工有緊密關系，后者問題是基于控制系統一致性原因造成的。系統的內部干擾可通過設備檢修的方式進行快速定位和處理，通過技術性的維修方式一般能夠進行有效控制。對于一些系統設計型問題而產生的內部干擾必須要結合系統控制方案進行詳細排查，詳細分析誘因屬于工程技術或安裝建設，采取對應的方式進行處理[1]。在一些規模較大的自動化控制系統當中，如圖1所示，由于內部的線路連接和信號傳遞過程更多且復雜，內部的干擾源會直接影響一些較為敏感的電氣零件，產生耦合性干擾或電磁性干擾問題。

（二）系統外部干擾

系統外部的干擾問題一般很難通過維修檢驗發現，且涉及到的干擾源類型較多，在處理過程當中還需要依據實際情況進行綜合判斷。外界環境當中的雷電問題會引發系統出現電磁干擾，部分元件的運轉和信息傳遞會出現一定的偏差，且這些具有偶然性因素造成的外部干擾在數據變化當中一般沒有規律可循，需要通過優化系統抗干擾能力的方式進行補償。還有一些外部干擾因素是以固定頻率影響系統運行的，如信號傳導干擾、空間變頻干擾等，在實際處理當中可以采用同頻還原的方式進行消除，提升系統的抗干擾能力。

二、系統抗干擾處理的有效對策

（一）加強零件選擇

根據系統運行過程中產生的內部干擾過程來看，加強自動化控制系統在生產運行過程當中的零件選擇，如圖2則為PLC電氣控制柜，選擇質量優良的電氣控制柜，以更具抗干擾性的系統設計維護其穩定運轉具有重要意義。對系統線路的優化設計和對零件的合理選擇能夠更加高效地消除對應的系統干擾問題，如可以通過RC電路的電路模型構建來應對高頻振蕩問題，消除系統電路在運行過程當中產生的高頻干擾[2]。由于自動化控制系統在進行工業生產時需要涉及到數模轉換，產生的系統內部干擾也可以通過增加AD濾波器的方式進行緩解。在部分雙差分電路的優化處理當中可以結合一些阻抗零件的靈活使用來消除電路當中出現系統內部干擾的問題，在進行接地處理時也可以靈活選擇單邊接地或系統接地。

（二）調節電源干擾

在自動化控制系統當中，電源的選擇是消除系統內部干擾的重要因素之一，尤其是在一些成規模較大或電路當中電器零件較多的情況下，電源與電路零件之間的電流電壓參數必須要進行合理控制。在一般的自動化控制系統電路當中都會涉及到變壓器的使用，在選擇時要匹配電源的實際容量和工作參數，充分考慮到不同線路當中的電壓匹配，減少電路當中出現電流激蕩或電泳的概率[3]。對于一些對工作系統穩定性要求較高的線路可以通過引入隔離器和屏蔽層的方式來進行優化處理，但必須注意系統屏蔽層要予以接地處理。在進行內部線路的敷設連接時也要加強對建設方案的參考，結合不同系統和功能要采用相應的方式進行處理，在連線的選擇上也要盡量規范化。

（三）補充濾波處理

濾波處理是一種應對自動化控制系統當中電磁干擾的重要對策，也是目前在自動化生產控制當中必須要引入的影響技術。較為常見的濾波技術主要是通過一定的濾波零件完成的，在自動化控制系統當中的輸入端之前可以安裝一定的濾波元器件，將上一層級的信號進行濾波處理之后過濾掉多余的波動信息，確保在數據輸入時原始數據的穩定性。這種利用濾波元器件進行處理的方式主要是依靠電氣系統設計完成，但對于系統的復雜性會有明顯的提升，有時技術人員也會選擇通過計算機調節的手段實行濾波處理。在一些采用數控生產的自動化控制系統當中，結合計算機技術對數據信息進行濾波取樣能夠更加高效便捷，尤其是在當前發展數字化系統的影響之下，這類軟件設計方式進行的濾波處理應用更加廣泛。

（四）優化接地系統

為了更好的抑制生產過程當中的自動化控制系統電磁干擾，在進行電路連接設計時必須要加強接地處理，使線路當中的電流電壓更加穩定，維護好各電器元件的正常運轉。在進行原有工作系統的接地處理過程當中，需要按照不同的回路和模塊采用不同的接地處理方式，如在一些信號端的接地處理可通過給予某端子以零電勢的方式完成接地處理，一些有金屬外殼的電氣元件在工作時應采用靜電屏蔽的處理方法，在自動化生產系統當中還要加強對接地線的保護，避免由于線路過于復雜而接地線無法保證較好的電壓電流負荷問題[4]。為了進一步保證電路當中激勵處理的有效性，還需要定期對線路展開安檢工作，若發現外側絕緣層破損等問題時要及時進行處理，防止在工作過程當中出現電磁干擾問題。

三、結束語

自動化生產線路當中的干擾問題是限制其運行效率與生產質量的重要因素，在進行抗干擾處理時必須要重視對零部件的選擇，通過優化線路連接和電路設計的方式對系統的運行穩定性進行提升。對于一些因電流電壓問題而產生的電磁干擾，可通過合理的電源選擇和加強接地配置進行處理，必要時還可在系統當中引入濾波優化。

參考文獻：

[1]高慶國，周麗欣.工業自動化控制系統的抗干擾技術分析[J].山東工業技術，2015（03）：160.

[2]田雪民，劉鳳國.試析工業自動化控制系統中的抗干擾措施[J].企業導報，2013（13）：189-190.

[3]萬青.工業自動化控制系統的抗干擾措施分析與研究[J].企業科技與發展，2019（04）：101-102.

[4]楊明瑞.儀表自動控制系統干擾與抗干擾的分析研究[J].內燃機與配件，2018（08）：44.

（作者單位：南京恒瑞環?？萍加邢薰荆?/p>