自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的電磁干擾抑制對策探討

摘要：在自動(dòng)化儀表實(shí)際工作中，所特有的電磁環(huán)境不可避免的會(huì)受到各種電磁干擾，嚴(yán)重影響到機(jī)器的正常作業(yè)，但是針對自動(dòng)化儀表的電磁干擾，目前沒有明確的解決措施。因此關(guān)于自動(dòng)化儀表的抗干擾研究將成為今后自動(dòng)化儀表需要著力發(fā)展與研究的方向。本文主要針對自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的磁場干擾問題進(jìn)行分析，探究解決磁場干擾的主要措施，從而保證自動(dòng)化儀表的正常作業(yè)。

廣義上，我們把一切噪聲稱之為干擾，是人們在生活與生產(chǎn)中不希望接觸到的信號。而在自動(dòng)化儀表系統(tǒng)中的干擾主要指的是電磁引發(fā)的干擾。隨著科技的發(fā)展，電子技術(shù)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了新的跨越，目前，我國工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度不斷提高。更多的電器是以半導(dǎo)體集成電路的形式出現(xiàn)，這也就引發(fā)了電磁干擾的產(chǎn)生。電磁干擾的存在使得原有的電磁信號發(fā)生異變，數(shù)據(jù)失靈，嚴(yán)重者出現(xiàn)程序癱瘓，影響到整個(gè)工業(yè)的生產(chǎn)，電磁干擾對于自動(dòng)化儀表的干擾力度非常大。因此，探究自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的電磁干擾抑制對策與措施就顯得十分必要。

1.自動(dòng)化儀表產(chǎn)生電磁干擾的主要原因分析

在自動(dòng)化儀表系統(tǒng)中，電磁干擾來源多樣，既有系統(tǒng)內(nèi)部的電磁干擾，也有來自外部的電磁干擾。我們分別介紹說明。來源于自動(dòng)化儀表系統(tǒng)內(nèi)部的電磁干擾源：信號線彼此之間的干擾；多點(diǎn)接地情況下引發(fā)的電位差；儀表原件的熱噪音，數(shù)字地與模擬地之間的影響等。來自自動(dòng)化儀表系統(tǒng)外部的磁場干擾主要有電臺(tái)與雷達(dá)進(jìn)行發(fā)射時(shí)所產(chǎn)生的電磁波干擾；太陽與其它天體本身輻射所帶來的電磁波；自然氣象條件影響下所出現(xiàn)的空中雷電、氣溫與濕度及電磁場的負(fù)面影響。周圍的電氣裝置在一定程度上也會(huì)造成自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的電磁干擾，例如我們常見的高壓線、汽車與日光燈電源所引發(fā)的磁場干擾等。

2.自動(dòng)化儀表電磁干擾的有效抑制措施分析

自動(dòng)化儀表系統(tǒng)在實(shí)際的工作中，幾乎不能避免電磁的干擾。但是我們可以采取一定的抑制措施，通過改善內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、對其工作工序進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)工藝等方式，將自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的抗干擾能力提高，將電磁干擾引起的破壞減小到最低。有效的避免系統(tǒng)內(nèi)部的電磁干擾，規(guī)避系統(tǒng)外部的電磁干擾，保證自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的正常作業(yè)。

2.1.自動(dòng)化儀表系統(tǒng)總體的抗干擾措施分析

在進(jìn)行自動(dòng)化儀表的系統(tǒng)制定時(shí)就需要從總體上提高自動(dòng)化儀表的抗干擾能力。我們在選擇控制室時(shí)應(yīng)該盡量選擇在高電壓，大電流、強(qiáng)輻射的工作環(huán)境中進(jìn)行，如果在無法避免這樣工作環(huán)境的情況下，我們應(yīng)該對工作機(jī)房記性合理有效的屏蔽設(shè)置。再例如針對電源，應(yīng)該盡量采用單一的供電回路，盡量避免其他設(shè)備啟動(dòng)或者關(guān)閉所帶來的干擾影響。如果需要采集對象很遠(yuǎn)的信號，可以借助隔離的辦法切除系統(tǒng)與外部電路的聯(lián)系，從設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上做好自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)。

2.2.運(yùn)用一定的信號進(jìn)行電磁干擾的有效隔離

在實(shí)際的信號傳輸過程中，我們常常要避免形成接地環(huán)路而引入新的電位差，與此同時(shí)，為了有效切斷干擾噪音傳播的通道，我們需要將輸入、輸出的信號與系統(tǒng)內(nèi)的電路相分離。這種對抗方式被稱為信號隔離，隔離之后的信號傳輸功能依然能正常的發(fā)揮，信號隔離的具體方法很多，我們在此不做一一贅述。

2.3.針對電源產(chǎn)生的干擾的有效抑制

我們在前面提到過，電源也是造成自動(dòng)化儀表系統(tǒng)電磁干擾的主要來源，因此我們需要針對電源情況進(jìn)行抗干擾的有效對抗。一般在條件允許的情況下，我們可以采用單獨(dú)供電措施，因?yàn)殡娫淳€常常受到工業(yè)現(xiàn)場的干擾，因此在進(jìn)行設(shè)置時(shí)需要盡量不牽涉動(dòng)力干線，大的相線等。具體操作中，可以采用具備穩(wěn)壓功能的交流穩(wěn)壓電源，uPS不間斷系統(tǒng)等等。

2.4.引入數(shù)字濾波技術(shù)有效的對抗電磁的干擾

我們在自動(dòng)化儀表的電磁干擾抑制中，除了采用硬件措施的改進(jìn)來提高系統(tǒng)的抗干擾能力之外，我們還可以充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)高速度、大容量的特點(diǎn)，將軟件的優(yōu)勢發(fā)揮出來。數(shù)字濾波技術(shù)就能很好的解決電磁干擾問題。采用數(shù)字濾波技術(shù)一方面可以保證自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的正常工作不被干擾停止，另一方面又能滿足工程所追求的精確度與高速度，生產(chǎn)中有效信號中的干擾噪音在經(jīng)過濾波之后被消除了。

2.5.發(fā)揮計(jì)算機(jī)的軟件容錯(cuò)功效，減少電磁干擾

因?yàn)樽詣?dòng)化儀表系統(tǒng)整個(gè)由計(jì)算機(jī)來控制，而計(jì)算機(jī)受電磁干擾影響非常大，進(jìn)而導(dǎo)致計(jì)算機(jī)傳送的數(shù)據(jù)與信息發(fā)生異變，影響到儀表顯示結(jié)果。我們可以嘗試從計(jì)算機(jī)的軟件入手，針對計(jì)算機(jī)的軟件性能，有效嘗試編寫軟件容錯(cuò)程序，通過編寫一定的容錯(cuò)程序，加上借助對信息的冗余與時(shí)間的冗余最終達(dá)到克服干擾的目的。需要注意的是，我們在進(jìn)行軟件容錯(cuò)的編程時(shí)，可以有多種方法可以選擇，常見的方法有奇偶驗(yàn)校法、多存儲(chǔ)區(qū)法等等，可以針對具體情況進(jìn)行靈活的選擇，不管哪種方法，合適的才是最重要的。

3.結(jié)束語

電磁干擾是自動(dòng)化儀表系統(tǒng)不可避免的干擾，隨著自動(dòng)化儀表的不斷改良，電磁干擾的來源也更加廣泛，干擾形式也更加多樣。在自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的后期分析與研制中，關(guān)于提高其抗電磁干擾能力的研究也成為研究的重點(diǎn)。本文針對自動(dòng)化儀表中存在的電磁干擾進(jìn)行了詳細(xì)的分析，結(jié)合當(dāng)前實(shí)際，提出了幾種比較可行的抗干擾抑制措施，其實(shí)，解決自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的抗電磁干擾能力的方式不僅僅這幾種，在進(jìn)行抗干擾時(shí)可以針對具體的作業(yè)情況進(jìn)行靈活的分析與探討。關(guān)于自動(dòng)化儀表的抗電磁干擾研究也將是我們下一步自動(dòng)化儀表改良的主要方面。只有合理的規(guī)避電磁干擾，才能保證儀表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化儀表正常功能的發(fā)揮。

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作者簡介：

石洋（1988.04.09），男，江蘇省連云港市人，民族：漢，學(xué)歷：本科。