淺析電氣工程中自動化設備的抗干擾策略

白少峰

（銀川能源學院，寧夏 銀川 750100）

現階段，有關電氣工程中自動化設備的抗干擾等相對研究較少，基于該問題現狀，要求行之有效的措施對其進行分析研究，如優化自動化設備印刷版及電路布局、優化自動化設備開關電源設置、降低信號傳輸造成的干擾波及、加強工作人員專業素養及技術水平、提升工程技術降低自動化設備干擾等，有十分重要的理論意義。

1 電氣工程自動化設備概述

隨著我國科學技術水平不斷提升，傳統電氣工程設計逐漸向多元化發展，從工程施工方法、設備架構及工藝技術融合等，智能化、規模化及數字化已成為重點發展方向。電氣工程對百姓民生及生活生產十分關鍵，當下我國電氣工程設計與施工正處在重大變革時期，自動化與智慧型的概念植入，推動電氣工程設計與建設的多樣性發展。其中，電氣工程中的自動化設備是其重點所在，自動化設備已經在電氣工程中得到了廣泛的推廣應用。自動化設備是指以電氣自動化控制系統為主，通過智能模塊或感應芯片等完成自主運行、判斷、計算及處理等流程。自動化設備具有較強的可調性，通常會根據自身周邊環境或條件的變化進行自動感應、智能調節，進而發揮其自身的價值作用。電氣工程自動化設備具有多樣化特點，設備類型與功能也明顯不同，不僅滿足日常的生活生產，也會為居民個性化的電氣智能體驗設定提供滿足。因此，從未來發展層面分析，電氣工程中自動化設備具有一定的發展性，且技術前沿也在不斷地創新突破，在相關領域及課題研究中側重對其分析，且意義性較大。

2 電氣工程中自動化設備干擾的影響性

2.1 影響自動化設備的穩定運行

目前，自動化設備在多領域及行業中均得以廣泛的普及應用，從以往的單一性技術架構到目前多智能化設備應用，自動化設備經歷過諸多的變革與創新，但干擾形成的波及始終對自動化設備的穩定運行造成影響。在電磁、輻射或電位等因素的干擾下，會導致自動化設備發生停止運行，系統停止工作會導致諸多問題的發生，如交通、醫療、工業等自動化設備的干擾停止會造成事故或損失的發生。同時，干擾也會對自動化設備的穩定性造成波及，一旦受到強烈的干擾，會導致自動化設備發生穩定失衡，進而造成自動化設備不能正常工作、運行等，影響工作質量及有效控制。

2.2 影響自動化設備的數據精準

自動化設備多數是服務生產、醫療或工業生產，數據信息對生產運行及醫療判斷尤為關鍵，在精工產業及精密領域中，自動化設備的穩定性體現數據精準的關鍵所在。干擾的波及會導致自動化設備在運行中發生數據計算、信息統計偏差。自動化設備在受到干擾后造成數據流失或計算偏差，間接會導致運行穩定下降、功能失衡等，無法為精密生產或精工保障提供精準數據信息。因此，有效地防止自動化設備的干擾發生尤為關鍵。

2.3 影響自動化設備的性能發揮

自動化設備在運行中主要以智能模塊控制及中央處理器運行的方式，以感應、物聯、網絡等方式開展自動運行、自動感應及自動判斷，最后實施自動處理。干擾會對自動化設備中的精密電子與控制模塊進行影響，干擾其不能正常的運行與穩定，造成穩定失衡后會波及控制單元、處理單元與計算單元，進而導致自動化設備的性能下降，影響工作效果與預期期望。因此，從提升自動化設備性能的角度分析，需全面地降低其干擾源，提升其抗干擾能力。

3 造成電氣工程中自動化設備干擾的主要因素

3.1 電磁干擾造成的波及影響

在自動化設備干擾中電磁干擾作為常見，也是對自動化設備影響最大的干擾源頭之一，調查如圖1。

圖1 電氣設備干擾因素占比（%）

從圖1 中發現，電磁干擾占比較大，電磁干擾主要分為內部干擾、外部干擾。內部干擾主要是電磁對設備內部控制各個單元的干擾，包括系統結構、元器件精度、元件布局等均會受到其干擾，電磁干擾會造成自動化設備運行發生失衡、工作誤差發生。電磁的內部干擾會對自動化設備的精準度造成較大影響，降低該設備的性能。外部干擾主要以高電壓、電磁波為主，對自動化設備運行也會造成嚴重的波及。外部干擾的波及性在于對自動化設備系統中的各組織元件的波及，形成嚴重的相互干擾，且影響也相對較大。電磁干擾的特點主要體現在廣層面、高干擾為主，廣層面是指電磁干擾的常見性、范圍性，對自動化設備形成最普及的干擾沖擊。高干擾是指干擾的影響性大、損失性大。因此，最大降低電磁干擾是提升自動化設備穩定運行、性能發揮的關鍵所在。

3.2 二次回路干擾造成的波及影響

二次回路干擾的波及性也相對較大，二次回路干擾是指電路中的電感元件發生問題，如電感元件出現斷路情況，則會形成一個高頻干擾電壓，該高頻干擾電壓會直接對其回路的自動化設備形成強烈干擾。值得注意的是，該高頻干擾電壓具有一定的連鎖效應，對相鄰回路的設備運行均會形成一定的干擾。因此，在實際抗干擾中，需對其整個系統中的二次回路進行抗干擾，方可提升自動化設備的正常運行及工作開展，讓系統發揮自身價值與功能體現。

3.3 信號干擾造成的波及影響

信號干擾在自動化設備干擾中也較為常見，信號是基于各種通信設備及網絡發生的一種干擾源，根據不同的信號類型可分為差模干擾、共模干擾。差模干擾是在特殊情況下長時的運輸中各元件之間產生互動耦合，即產生所謂的“差模信號”。該信號的特點主要以傳輸距離的擴大，促進該信號的變大，進而會影響自動化設備的穩定下降、性能降低。共模信號的發生是自動化設備在運行工作中受其一個或多個電位的波及，該波及性會對整個系統造成一種異常影響，導致異常干擾的發生，進而影響自動化設備的穩定運行、功能發揮。

3.4 人為操作干擾的波及影響

人為操作導致的干擾因素也是其主要問題之一，自動化設備運行不是單一片面的簡單流程，而是需要技術植入與人為設定的系統布局。目前，我國自動化設備的應用開展依然存在探索階段，成熟性不強。受各種環境及條件等影響，在自動化設備控制中人的錯誤操作容易誘發干擾源形成。首先，工作人員的自動化設備操作技能、專業水平偏低。諸多專業知識與操作技巧很難掌握，在實際操作過程中存在較大的形式化，但實效性卻嚴重匱乏，對自動化設備的元件架構、系統控制及模塊功能等了解不深，操作中對故障或問題等發現不足、優化不強，進而極易導致設備干擾的出現。另外，在操作制度及崗位機制中缺乏規范性、標準型、流程性。自動化設備人為操作的盲目性、隨意性也會導致設備干擾的發生。最后，從自動化設備的本身層面分析，技術滯后、質量問題等均會形成負面干擾，影響自動化設備的穩定運行及保障性能。

4 電氣工程中自動化設備抗干擾主要途徑及方法

4.1 優化自動化設備印刷版及電路布局

自動化設備在研發階段中會對可能發生的干擾源進行考慮，并提升其抗干擾能力。電路印刷版布局的研究工作通常在設備的研發階段，在布局中需強調其精準性、科學性，設計人員在電路印刷版布局中通常選擇集成電路的方式，該方式會最大限度地減少電路布線，并會降低該系統線路中的二次回路及電磁干擾，其降低率相對明顯。同時，在自動化設備元器件的設計中需對其距離進行合理布局，距離必須科學合理，不可過密，降低元器件在工作中的發生相互波及與干擾。在印刷版設計中需采用多層式，提升板間的容抗性，通過該方式可降低干擾，發揮一定的緩沖作用。在印刷版的選擇中，通常以利用新型的印刷版，新型印刷板的屏蔽效果較好，可有效控制或降低電路之間的相互耦合發生，全面性的提升系統線路的穩定運行。因此，在自動化設備的研發階段，需對其進行創新優化，植入抗干擾模塊或元器件，并在研發開展中對各種新的抗干擾方法進行分析，全面提高自動化設備的抗干擾能力。

4.2 優化自動化設備開關電源設置

自動化設備運行及工作開展中電源的功能配置尤為關鍵，如何更有效地利用電源降低干擾十分關鍵，電源的穩定性也直接影響自動化設備的正常運行。測試后發現，電源工作中會形成一定的干擾源，主要電源開通、斷開的瞬間為主，在該瞬間會造成該自動化設備內部發生異常感染，該干擾也會對設備或周邊元器件形成一定干擾波及。基于此問題，在優化自動化設備電源設置中可在電源四周進行屏蔽設置，營造屏蔽層，可將降低電源通電后瞬間形成的干擾波及。另外，在電源的選擇上一定要科學考究，分析自動化設備的供電指標與參數，選擇適合該設備的電源裝置，在電源質量方面，也要嚴格把控，選擇高質量的電源，減少因電源質量問題造成的干擾發生，電源功率必須符合自動化設備的要求，提升設備的穩定性。

4.3 降低信號傳輸造成的干擾波及

在信號傳輸的過程中，需對其線路傳輸性能、傳輸長度進行分析，并將其對設備干擾的影響性進行判斷，掌握信號傳輸中的干擾源，最大程度降低信號傳輸過程中產生的干擾，提升自動化設備的性能。在傳輸的過程中需采用差時段傳輸的方式，可有效降低信號在傳輸過程中的實質性干擾，提升線路之間的信號增強。同時，也采用優化信號線路的方式，最大程度地縮短其傳輸距離，便于提升傳輸過程中的信號強調，有效降低信號的損失。另外，需對線纜質量及性能進行強化，線纜的屏蔽性能對降低信號干擾也尤為關鍵，一定要降低線纜故障的發生，提升線纜之間的信號互動干擾等，強化信號源與穩定傳輸。

4.4 加強工作人員專業素養及技術水平

在自動化設備抗干擾過程中降低人為的操作失誤十分關鍵，人為影響始終是最常見的干擾源，對自動化設備的穩定運行及精準控制影響頗大。針對工作人員操作技能與專業水平的局限性，需對工作人員專業素養、技術水平進行提升。首先，開展專業性的設備抗干擾技術培訓，以短期培訓、崗前考核及長期監督的方式，培養工作人員的抗干擾意識、設備優化水平等，讓工作人員在操作過程中可及時調整、科學配置，處理好設備干擾問題，提升自動化設備的運行質量。其次，加強工作人員的自動化設備操作制度完善，強化操作流程與步驟的標準性、規范性，將降低人為因素導致的干擾問題發生。最后，需對操作人員專業水平、職業素養等進行培訓提高。如通過校企合作的方式將小講堂進入企業，定期培養自動化設備操作技術人才，并以崗位測試及考核等模式，提高自動化設備操作技術人員的專業技能。

4.5 提升工程技術降低自動化設備干擾

電氣工程中自動化設備安裝需以全面性的質量管理、安全管理為主，才能保證設備技術的合理應用、價值體現。首先，構建精細化自動化設備安裝技術管理體系，主要包括安裝施工前的圖紙設計、方案分析、材料把控、技術可行性分析等；也包括中期的安裝過程質量把控、技術指導與監督、數據跟蹤等；包括后期的自動化設備安裝抗干擾檢測、抗干擾功能測試、安全評估等。在自動化設備安裝技術管理體系中需加強性能保障、抗干擾消除的專業技術植入。其次，控制好材料入場及質量監督，自動化設備安裝工具、設備及原材料等質量尤為關鍵。在施工開展前需對原材、設備、工具等進行明確，包括采購質量把控、現場質量把控等。對其參數、指標及性能等進行檢測，如不符合其標準，須對其盡快處理。最后，建議采用BIM 技術，實現數據驅動與技術驅動的全面植入。BIM 技術利用建模與模擬對干擾因素進行排查，將自動化設備安裝的數據信息進行呈現，并通過自身數據庫分析的方式，選擇最佳的安裝方案與技術應用，其效果性較好。

5 結語

綜上所述，通過對電氣工程中自動化設備的抗干擾進行分析研究，將電氣工程中自動化設備的抗干擾要點進行論述，主要包括優化自動化設備印刷版及電路布局、優化自動化設備開關電源設置、降低信號傳輸造成的干擾波及、加強工作人員專業素養及技術水平、提升工程技術降低自動化設備干擾等。并結合電氣工程中自動化設備干擾問題進行分析，為電氣工程中自動化設備應用質量提升奠定基礎。