淺析工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾措施

伍宇華

【摘要】 工業(yè)自動化控制系統(tǒng)為工業(yè)的發(fā)展作出了巨大的貢獻。但工業(yè)自動化控制系統(tǒng)運行過程中經(jīng)常會受到各種各樣的干擾，這些干擾會影響系統(tǒng)的正常運行。只有弄清楚工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的干擾來源及常見干擾源，才能制定出相對應的抗干擾措施。本文試從軟件設計、改進接地系統(tǒng)和合理選擇零部件等三個方面來探討工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾。

【關鍵詞】 工業(yè)自動化控制系統(tǒng) 干擾 抗干擾

鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程中安裝了許多控制設備，包括PLC、DCS、IPC和各種各樣的傳感器設備。許多自動化水平的提高，越來越多的控制設備接入工業(yè)自動化控制系統(tǒng)。但這些龐大復雜的控制設備產(chǎn)生了各種各樣的電磁，形成干擾，容易使工業(yè)自動化控制系統(tǒng)失控。如何找到各種干擾來源及常見干擾源，制定相對應的抗干擾措施，提高工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是每個自動化工程師的責任和義務。

一、干擾來源及常見干擾源

1.1干擾來源

干擾變量的根源通常來自傳輸電磁能量的各種裝置。但干擾源存在的部位不統(tǒng)一，干擾源的靈敏性也不一樣。有些干擾變量非常容易與傳感設備產(chǎn)生耦合，產(chǎn)生電磁活動，一定程度上影響傳感設備。只有認清不同類型的耦合方式，才能應用各種干擾。一般說來，耦合包括電流耦合、電磁場耦合、電容耦合和電感耦合。

1.2常見干擾源

常見干擾源的種類繁多，分類標準也比較復雜，但通常認為常見干擾源包括輻射干擾、傳導干擾和設計施工干擾。這些干擾都是因為變頻器或電流較大引起的。

（1）輻射干擾

輻射干擾主要由電路、高頻感應設備等產(chǎn)生。輻射干擾無法避免，通常采用消除電磁感應來減少空間輻射。通過諸如優(yōu)化電路，消除高頻感應設備的電流等措施來降低輻射。

（2）傳導干擾

傳導干擾通常由電源線或信號線干擾引起，許多工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的用電設備部件引起電磁感應，干擾工業(yè)自動化控制系統(tǒng)。當然也信號線也時常產(chǎn)生電磁感應，導致導線產(chǎn)生瞬間電流，影響線路，甚至造成控制系統(tǒng)死機。通常采用絕緣電纜或屏蔽接地等措施來降低干擾。

（3）設計施工干擾

某些工工程設計與施工或安裝也會造成干擾。例如接地系統(tǒng)設計不合理或高頻發(fā)生器控制器設計不合理都會引起系統(tǒng)混亂，進一步產(chǎn)生干擾。通常采用優(yōu)化系統(tǒng)設計，提高技術含量來避免設計施工干擾。

二、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾措施

2.1利用計算機軟件降低干擾信號強度

工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的各種干擾都是因為輻射、傳導、通信信號等各方面的原因。這些干擾影響了系統(tǒng)的正常運行，即然是計算機自動化控制系統(tǒng)，就可以通過編程來分析各種輻射波，進一步過濾和分析這些輻射波，甚至進行數(shù)字化處理，有效的降低干擾信號的強度，提高工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾能力。

2.2合理設計接地系統(tǒng)抵制電磁干擾

接地系統(tǒng)設計不合理也會產(chǎn)生電磁干擾，這種干擾不及時處理，會引入更加強烈的干擾信號。自動化工程師應很據(jù)工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的實際運行情況，對接地系統(tǒng)進行合理的設什，比如，通過電氣保護接地或信號回路接地等等，保證工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的電磁干擾減弱，進一步提高工業(yè)自動化控制系統(tǒng)運行的安全性、可靠性。

2.3合理選用控制系統(tǒng)零部件削除調頻干擾

大量零部件設備對工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的干擾也是不可小噓的。這些零部件設備會產(chǎn)生大量的干擾信號，影響自動化控制系統(tǒng)的正常運行。自動化工程師應該合理選用零部件消除調頻干擾。例如可以使用雙積分型的RC濾波器來實現(xiàn)消除高頻干擾，使用雙差分輸入型交絞合線及差動放大器消除共模的干擾。必要時可以結合阻抗的匹配形式、采取單邊接地、屏蔽接地、光電隔離等措施來有效的提升工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的運行效率。

2.4合理設計敷設線路避免信號干擾

敷設線路設什不合理而造成信號線、通信線、信號線等方面的信號干擾也是工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的一部分，這部分干擾會影響系統(tǒng)的正常運行。因此，必須對敷設線路進行優(yōu)化，提高敷設線路的抗干擾性能。目前大部分的的敷設線路仍然采用普通標準型號的電纜線路，這非常不利于電磁信號的抗干擾。關鍵時，應該根據(jù)工業(yè)自動化控制票統(tǒng)的實際運行情況進行相應的敷設。敷設線路設計時，應注意敷設信號類型的不同，選擇不同線路進行敷設、尤其是模擬信號和數(shù)字信號不能同用一根電纜，避免產(chǎn)生信號干擾的現(xiàn)象。

三、總結

總之，工業(yè)自動化水平的迅速發(fā)展刺激了我國工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，提升了工業(yè)生產(chǎn)效率。但各種零部件及電磁信號干擾帶給工業(yè)自動化控制系統(tǒng)極大的負面影響。只有認真尋找常見干擾源，采用積極主動的抗干擾措施，才能真正發(fā)揮工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的真正作用。

參 考 文 獻

[1] 肖林茂.工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾技術的研究[J].中國科技博覽，2013（22）：3-3.

[2] 殷盛.解析抗干擾技術應用于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)[J].科技風，2015（5）：9.