工业自动化控制系统的抗干扰技术探讨

杨琳 张冰 李玲鹏

摘 要：伴随着工业化发展的持续加速，自动化控制系统在实际应用过程当中，也暴露出越来越多的问题，这些问题将严重的影响到工业自动化控制系统的正常运行。本文主要就常见的辐射、传导、施工等相关干扰源展开了详细的研究，并结合本次研究提出了电源隔离、软件优化、管线优化等抗干扰措施。最终希望通过本文的分析研究，能够切实有效的提升工业自动化控制系统的抗干扰能力。

关键词：工业；自动化控制系统；抗干扰技术

工业自动化控制系统，对于我国的工业发展发挥出了至关重要的作用，伴随着社会整体经济水平的提升，工业化的程度也持续升高。然而就目前工业自动化控制系统，在实际运行过程当中所体现出的现状情况而言，依然存在有许多亟需解决的问题。因此开展相关的研究工作便具有十分重要的作用与价值，应当引起人们的重视与思考，据此下文之中将主要就干扰源进行详细的分析，并提出了一些具体的抗干扰措施，其具体内容如下。

一、干扰源分析

1、辐射干扰源

辐射性干扰源通常是，射频设备、高频感应等方案设备以及电弧电路等，对于工业自动化控制系统所造成的干扰影响。从理论上而言，对其所造成的辐射干扰没有十分有效的控制手段，在实际生产过程当中，要减少此类情况的影响，通常的做法是切断或削弱其传播的路径。实际的措施包括：将机械设备在采用等电位的情况下予以相连，科学、合理的布设电力线路，采取保护隔离措施，通过不同的方式来起到综合防护的效果。

2、传导干扰源

在传导性干扰源当中，通常包含有电源线与信号线两类引入干扰。因电源线引入所产生的干扰情况，是在企业的生产过程当中所普遍存在的。此类状况的干扰源一般是由于供电系统窜入到控制系统，以及供电电源耦合到控制系统。一般工业自动化控制系统均是通过电力能源进行控制的，因此对其产生影响的因素也就较多，例如电网系统的波动、短路等。在输送过程当中所出现的干扰源，一般可选用铠装电缆控制，促使动力与信号电缆隔离。

3、施工干扰源

在施工过程当中所出现的干扰源，其通常是由于工程项目在进行设计、安装与调试过程当中，因为设备的型号与操作情况的差异所产生的。比如，在具体的施工作业过程当中，对于较大功率的设备进行开启之时，亦或是接地系统较为复杂而产生的感染。在此种干扰情况当中，较为常用抗干扰措施便是对接地系统实行优化。

二、抗干扰措施

1、电源隔离

在对于电源线路进行设计之时，尤其是对于那些较为大型的功率设备进行应用之时，要加强对电源隔离的重视程度，并且要在电源线路之中采取恰当的抗干扰措施。比如针对PLC逻辑控制器，可于其输入端口当中增加分离变压设备，并且也可在绕组当中增设屏蔽层，将其设置于接地位置处，在二次侧向接线当中可选用双绞线法。

2、软件优化

借助于软件优化的手段，能够显著的降低干扰源的影响，是众多抗干扰措施当红极为关键的一项。其实际的操作要求需要在计算机系统程序之中，选用恰当的数值分析方法，与各种滤波方法。能够利用对于信号的数字化运算，达到减小干扰源影响的目的，并对于输入信号也具有明显的增强效果。

3、管线优化

管线优化即为针对信号、电源以及通信线路采取适当的设计措施，借助于恰当的电缆选取以及合理的铺设措施，在信号电缆的实际选取当中，必须要从整体上把握管线设计的经济适用性，以及抗干扰能力等。就当前我国工业自动化控制系统当中，所通行采用的电缆型号，在实际的线路铺设的过程当中，应针对差异化的信号类型采取针对性的电缆传输方式，对于信号电缆的铺设，应当针对不同的类型与型号特点，从而科学的选取出适当的铺设方式，对于模拟信号与数字信号在原则上应当避免，采用同一电缆线路。在信号线电缆的铺设过程要严禁出现接头情况，必须选用完好无损的整体性线缆。在铺设位置当中必须要同载负荷功率较大的设备保持合理的距离，例如大型功率电动机等设备。

4、接地系统优化

对于接地系统采取科学的优化措施，也是重要的抗干扰措施之一。采取正确适当的接地设计不但能切实有效的实现对于电磁干扰的抑制，同时也能够加强设备自身对于外部环境，所产生的干扰信号源；反之，若采取错误性的接地系统方式，将会导致引进更加强烈的干扰信号源，从而造成接地系统瘫痪，不能夠进行正常的运转。在对于接地系统采取优化措施之时，应当要将企业的日常生产接地，同保护接地予以正确的分离，若一方接地系统出现故障，则能够使得另一方免受损失。

5、元器件的合理选择

在进行元器件的选择之时，必须要依据所选用的电子产品，其本身的特性来选取。为了更好缩减的因元器件所造成的干扰情况，便能够在传输的过程当中采用电流信号来代数据信号，借助于双积分型RC与AD滤波器，能够实现对于高频干扰信号的有效过滤。如若相应的元器件设备是由胶合线与差动放大器，所构成的设备器材，那么为了促使在信号线路当中，提高对干扰源的抑制作用，便应当将阻抗配置结合起来，在这之中主要结合了屏蔽地线、单边接地与光电隔离等，从而能够有效的实现对干扰源的抵抗。

6、加强现场监督

因为在工业自动化控制系统的实际操作过程当中，现场环境十分复杂，因此必须要有经验丰富的人员予以现场指导与监督。相关的施工人员必须要依据设计要求，来开展具体的施工作业，对于接地线同强弱点的安全距离，要引起足够的重视程度。

结束语

工业化的快速发展，极大的促进了我国整体经济水平的整体发展，并且工业发展也将是我国下一个五年规划当中重要的构成部分，工业自动化控制系统目前已经被广泛的应用于工业生产的各行各业当中，获得了极大的发展空间，但是在工业自动化控制系统的实际运行过程当中，仍然存在有大量的干扰性因素，诸如辐射、传导、施工等干扰源，为应对这些干扰问题，结合本次研究最终提出了电源隔离、软件优化、管线优化、接地系统优化、元器件的合理选择、加强现场监督等抗干扰措施。希望借助与本次研究能够促使我国的工业自动化，能够向着更加良好的方向持续前进与发展。

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