淺析工業(yè)自動化系統(tǒng)抗干擾技術(shù)

高波

摘要：由于如今社會的飛速發(fā)展，時代的快速變換，為了趕上時代的潮流，一直沉默的工業(yè)發(fā)展技術(shù)也推出了新的技術(shù)，工業(yè)自動化控制技術(shù)，正如名字一樣，是一個完全自動化的控制技術(shù)，它可以讓工業(yè)飛速發(fā)展，解放勞動力，提高效率。不過，就算是完全自動化可在實際操作中還是會有一些問題暴露出來，比如受到一些因素的影響，嚴(yán)重的會完全影響了工業(yè)自動化控制技術(shù)系統(tǒng)得穩(wěn)定性，導(dǎo)致工作進(jìn)行不下去，甚至出現(xiàn)各種問題。因此，針對這些有可能出現(xiàn)的情況，應(yīng)該及時想出解決的方法，例如積極采取有效的抗干擾技術(shù)，最大程度的降低或者消除各種感染源，使得工業(yè)自動化控制技術(shù)系統(tǒng)能夠繼續(xù)有效的進(jìn)行工作。下面分析了工業(yè)自動化控制技術(shù)系統(tǒng)有可能遇到的干擾情況，表明了一些有效的抗干擾技術(shù)：

關(guān)鍵詞：自動化控制系統(tǒng)；抗干擾技術(shù)

前言

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)也不斷的更新發(fā)展，尤其最為顯著得便是工業(yè)發(fā)展了，工業(yè)自動化控制技術(shù)是新興的發(fā)展技術(shù)，作為一個自動化的工業(yè)技術(shù)，應(yīng)不斷的提高自己的性能屬性?？墒枪I(yè)自動化控制技術(shù)系統(tǒng)卻總是因為各種各樣的干擾源對于工業(yè)自動化控制技術(shù)系統(tǒng)的穩(wěn)定和正常運(yùn)行都造成了嚴(yán)重的影響，因此，如果想要使得工業(yè)自動化控制技術(shù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，就必須找到干擾因素，并且解決這些問題。尋找干擾因素容易，解決也不是很難，只需要充分了解工業(yè)自動化控制技術(shù)系統(tǒng)所受到的干擾情況，有針對性的進(jìn)行處理，一個一個的突破。只要找到干擾因素，知道了問題所在，解決起來就比較容易了，只有解決了這些問題，工業(yè)自動化控制技術(shù)系統(tǒng)就能為工業(yè)發(fā)展提供很大的力量，使其可以進(jìn)一步的發(fā)展，也提高了工業(yè)自動化控制技術(shù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的干擾分析

1.1傳導(dǎo)干擾

（1）信號線引入干擾。電流通過信號線過程中產(chǎn)生感應(yīng)磁場，相鄰信號線受到感應(yīng)磁場影響會產(chǎn)生一定的感應(yīng)電流，隨著感應(yīng)電流的增大，和檢測開關(guān)相連接的接收設(shè)備會受到干擾影響，由于信號線中電流持續(xù)流過，會影響和信號線相連接的自動化控制系統(tǒng)正常運(yùn)行，使得控制器邏輯數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，甚至發(fā)生死機(jī)或者錯誤動作。（2）設(shè)計施工干擾。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)在施工設(shè)計階段，由于操作、設(shè)備型號、調(diào)試、安裝、工程技術(shù)設(shè)計等因素，安裝設(shè)計過程中，接地系統(tǒng)混亂或者控制器、高頻發(fā)生器或者開關(guān)高功率設(shè)備之間的距離較短，造成工業(yè)自動化控制系統(tǒng)設(shè)計施工干擾。（3）電源線干擾。工業(yè)現(xiàn)場的電源線干擾非常常見，其主要來自兩個方面，一方面是工業(yè)自動化控制系統(tǒng)受到供電電源耦合影響；另一方面，干擾信號通過供電電源系統(tǒng)進(jìn)入自動化控制系統(tǒng)。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)主要通過電網(wǎng)電源供電，其運(yùn)行過程中經(jīng)常受到很多因素的干擾和影響，例如，電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊、大功率用電設(shè)備停止或者開啟、電網(wǎng)波動等都會影響工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1.2輻射干擾

工業(yè)自動化控制系統(tǒng)受到的輻射干擾主要是指電弧電路、高頻感應(yīng)設(shè)備、雷電、射頻設(shè)備等產(chǎn)生的干擾，對于這種干擾源，在實際應(yīng)用中沒有很好的方法進(jìn)行消除，而可以通過減弱或者直接切斷電磁干擾傳播途徑，采用裝設(shè)防雷設(shè)備、合理布置線路、保護(hù)隔離、等位機(jī)屏蔽或者聯(lián)機(jī)等措施，保障工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

2.1軟件設(shè)計

工業(yè)自動化控制系統(tǒng)設(shè)計過程中，采用慣性濾波、限幅濾波、中位值濾波、平均值濾波等方法通過計算機(jī)程序?qū)ο到y(tǒng)信號實現(xiàn)數(shù)學(xué)處理，消除或者減少干擾信號的強(qiáng)度、數(shù)量，保障輸入信號的穩(wěn)定性和可靠性，這種方法計算機(jī)程序很容易移植，便于修改系統(tǒng)參數(shù)，有效提高數(shù)字濾波的穩(wěn)定。

2.2管線設(shè)計

為了減少工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的干擾，應(yīng)優(yōu)化管線設(shè)計，包括通信線、電源線、信號線管道等，電源線設(shè)置應(yīng)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(shè)電纜線路，結(jié)合抗干擾、經(jīng)濟(jì)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(shè)過程中應(yīng)注意以下問題：其一，對于不同信號，敷設(shè)不同電纜線路，結(jié)合傳輸信號類型，分層敷設(shè)電纜線路；其二，不能使用同一根多芯電纜同時傳輸數(shù)字信號和模擬信號，電纜和電源線不能共用；其三，不能在同一個線槽中放置電源線纜和信號線纜，避免平行、近距離的進(jìn)行敷設(shè)施工，若電源線纜和信號線纜必須放置在一起，兩種線纜應(yīng)保持60cm以上的距離；其四，大功率電動機(jī)應(yīng)和信號線纜保持適當(dāng)?shù)木嚯x。

2.3電源設(shè)計

若工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場包含變頻器和大功率器件，對于電源線路采取科學(xué)有效的抗干擾措施，對電源設(shè)備進(jìn)行有效隔離，在進(jìn)線電源分級部位設(shè)置避雷器，使用隔離變壓器設(shè)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(shè)屏蔽層，然后做好可靠接地，通過雙絞線作為二次側(cè)接線。

2.4接地設(shè)計

工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境變化會干擾信號線，發(fā)生誤動作、測量精度下降、死機(jī)、程序跑飛、系統(tǒng)數(shù)據(jù)混亂等現(xiàn)象，這主要是由于接地系統(tǒng)設(shè)置不合理，對于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)應(yīng)做好接地設(shè)計，通過正確、合理的接地設(shè)計，有效抑制工業(yè)自動化控制系統(tǒng)受到電磁干擾影響，在實際應(yīng)用中包括信號屏蔽接地、系統(tǒng)接地和安全接地。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)接地設(shè)計過程中，嚴(yán)格區(qū)分保護(hù)接地和工作接地，保護(hù)接地電阻不能超過2歐姆，強(qiáng)電設(shè)備接地點和接地極接地點之間保持10m以上的距離，埋設(shè)在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場建筑物周圍10m的區(qū)域。信號源接地設(shè)計，在信號側(cè)接地設(shè)置屏蔽層，若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(jìn)行絕緣處理以后，選擇合適接地位置進(jìn)行單點接地。另外，計算機(jī)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(shè)在信號兩極之間，減少差模干擾。

2.5選擇合適器件

結(jié)合不同電子設(shè)備的特性，選擇合適的器件，例如，通過設(shè)置RC、AD雙積分濾波器，使電流信號和電壓信號轉(zhuǎn)換傳輸過程中消除高頻干擾，有效減少差模干擾。采用雙絞線和差動輸入器，做好單邊接地、屏蔽地線和光電隔離，消除共模干擾。

結(jié)束語

綜上所述，工業(yè)自動化控制技術(shù)系統(tǒng)得穩(wěn)定性對工業(yè)發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，因此，對于工業(yè)自動化控制技術(shù)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的任何問題都應(yīng)該予以重視，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)該及時想到解決的辦法。正如如今工業(yè)自動化控制技術(shù)系統(tǒng)面對的就是各種各樣的干擾因素，而想要解決這一問題就要做到抑制干擾因素，但是抑制干擾因素是件及其復(fù)雜的事情，需要考慮各個方面的因素，因此，需要企業(yè)在施工過程中就監(jiān)督好各個過程。在施工的時候結(jié)合自動化控制技術(shù)系統(tǒng)的規(guī)格和型號，做好全方位的防護(hù)，防止干擾因素的出現(xiàn)，并且做好各方面抗干擾的設(shè)計，盡量降低干擾因素和消除一些不必要的問題出現(xiàn)。防護(hù)措施做得好，才能有效的保證工業(yè)自動化控制技術(shù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高工業(yè)自動化控制技術(shù)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

（作者單位：哈爾濱天達(dá)控制股份有限公司）