探究工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

劉才明

摘要：在社會經(jīng)濟(jì)與科技的飛速進(jìn)步的背景之下，規(guī)模化生產(chǎn)的方式也在不斷向高效率和節(jié)約性的方向發(fā)展，自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用也更加廣泛。為了保證實際生產(chǎn)效益和系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，必須要重視對控制系統(tǒng)的抗干擾能力提升。本文將介紹關(guān)于自動化系統(tǒng)當(dāng)中常見的干擾類型，以及分析其有效的處理方式。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化;控制系統(tǒng);抗干擾技術(shù)

引言

隨著自動化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的廣泛應(yīng)用，其實生產(chǎn)規(guī)模和流水線路也在不斷擴(kuò)大，會產(chǎn)生一些系統(tǒng)的內(nèi)部干擾或外界的環(huán)境因素影響實際生產(chǎn)效率，必須要通過對系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計來長話應(yīng)對能力，不斷推動我國工業(yè)自動化生產(chǎn)的進(jìn)步與發(fā)展。

一、自動化控制系統(tǒng)中的干擾分析

（一）系統(tǒng)內(nèi)部干擾

自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中涉及的內(nèi)部干擾可分為連線問題和信息處理兩方面，前者和系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計和加工有緊密關(guān)系，后者問題是基于控制系統(tǒng)一致性原因造成的。系統(tǒng)的內(nèi)部干擾可通過設(shè)備檢修的方式進(jìn)行快速定位和處理，通過技術(shù)性的維修方式一般能夠進(jìn)行有效控制。對于一些系統(tǒng)設(shè)計型問題而產(chǎn)生的內(nèi)部干擾必須要結(jié)合系統(tǒng)控制方案進(jìn)行詳細(xì)排查，詳細(xì)分析誘因?qū)儆诠こ碳夹g(shù)或安裝建設(shè)，采取對應(yīng)的方式進(jìn)行處理[1]。在一些規(guī)模較大的自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中，如圖1所示，由于內(nèi)部的線路連接和信號傳遞過程更多且復(fù)雜，內(nèi)部的干擾源會直接影響一些較為敏感的電氣零件，產(chǎn)生耦合性干擾或電磁性干擾問題。

（二）系統(tǒng)外部干擾

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

二、系統(tǒng)抗干擾處理的有效對策

（一）加強零件選擇

根據(jù)系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的內(nèi)部干擾過程來看，加強自動化控制系統(tǒng)在生產(chǎn)運行過程當(dāng)中的零件選擇，如圖2則為PLC電氣控制柜，選擇質(zhì)量優(yōu)良的電氣控制柜，以更具抗干擾性的系統(tǒng)設(shè)計維護(hù)其穩(wěn)定運轉(zhuǎn)具有重要意義。對系統(tǒng)線路的優(yōu)化設(shè)計和對零件的合理選擇能夠更加高效地消除對應(yīng)的系統(tǒng)干擾問題，如可以通過RC電路的電路模型構(gòu)建來應(yīng)對高頻振蕩問題，消除系統(tǒng)電路在運行過程當(dāng)中產(chǎn)生的高頻干擾[2]。由于自動化控制系統(tǒng)在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)時需要涉及到數(shù)模轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生的系統(tǒng)內(nèi)部干擾也可以通過增加AD濾波器的方式進(jìn)行緩解。在部分雙差分電路的優(yōu)化處理當(dāng)中可以結(jié)合一些阻抗零件的靈活使用來消除電路當(dāng)中出現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部干擾的問題，在進(jìn)行接地處理時也可以靈活選擇單邊接地或系統(tǒng)接地。

（二）調(diào)節(jié)電源干擾

在自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中，電源的選擇是消除系統(tǒng)內(nèi)部干擾的重要因素之一，尤其是在一些成規(guī)模較大或電路當(dāng)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(shù)必須要進(jìn)行合理控制。在一般的自動化控制系統(tǒng)電路當(dāng)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(shù)，充分考慮到不同線路當(dāng)中的電壓匹配，減少電路當(dāng)中出現(xiàn)電流激蕩或電泳的概率[3]。對于一些對工作系統(tǒng)穩(wěn)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(jìn)行優(yōu)化處理，但必須注意系統(tǒng)屏蔽層要予以接地處理。在進(jìn)行內(nèi)部線路的敷設(shè)連接時也要加強對建設(shè)方案的參考，結(jié)合不同系統(tǒng)和功能要采用相應(yīng)的方式進(jìn)行處理，在連線的選擇上也要盡量規(guī)范化。

（三）補充濾波處理

濾波處理是一種應(yīng)對自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中電磁干擾的重要對策，也是目前在自動化生產(chǎn)控制當(dāng)中必須要引入的影響技術(shù)。較為常見的濾波技術(shù)主要是通過一定的濾波零件完成的，在自動化控制系統(tǒng)當(dāng)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(jìn)行濾波處理之后過濾掉多余的波動信息，確保在數(shù)據(jù)輸入時原始數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。這種利用濾波元器件進(jìn)行處理的方式主要是依靠電氣系統(tǒng)設(shè)計完成，但對于系統(tǒng)的復(fù)雜性會有明顯的提升，有時技術(shù)人員也會選擇通過計算機(jī)調(diào)節(jié)的手段實行濾波處理。在一些采用數(shù)控生產(chǎn)的自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中，結(jié)合計算機(jī)技術(shù)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行濾波取樣能夠更加高效便捷，尤其是在當(dāng)前發(fā)展數(shù)字化系統(tǒng)的影響之下，這類軟件設(shè)計方式進(jìn)行的濾波處理應(yīng)用更加廣泛。

（四）優(yōu)化接地系統(tǒng)

為了更好的抑制生產(chǎn)過程當(dāng)中的自動化控制系統(tǒng)電磁干擾，在進(jìn)行電路連接設(shè)計時必須要加強接地處理，使線路當(dāng)中的電流電壓更加穩(wěn)定，維護(hù)好各電器元件的正常運轉(zhuǎn)。在進(jìn)行原有工作系統(tǒng)的接地處理過程當(dāng)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(yīng)采用靜電屏蔽的處理方法，在自動化生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)中還要加強對接地線的保護(hù)，避免由于線路過于復(fù)雜而接地線無法保證較好的電壓電流負(fù)荷問題[4]。為了進(jìn)一步保證電路當(dāng)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(fā)現(xiàn)外側(cè)絕緣層破損等問題時要及時進(jìn)行處理，防止在工作過程當(dāng)中出現(xiàn)電磁干擾問題。

三、結(jié)束語

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

參考文獻(xiàn)：

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

[2]田雪民，劉鳳國.試析工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的抗干擾措施[J].企業(yè)導(dǎo)報，2013（13）：189-190.

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

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

（作者單位：南京恒瑞環(huán)?？萍加邢薰荆?/p>