关于工业自动化控制系统的抗干扰技术研究

孟惜英

【摘 要】：随着社会以及经济的的快速发展，工业的发展也极为迅速，尤其是自动化控制系统的发展，为工业的发展做出了巨大的贡献。但是同样随着工业发展的脚步越来越快，工业自动化控制系统在实际操作中所存在的问题也逐渐凸显出来，这些问题对工业自动化控制系统的运作带来不良影响。如何做好工业自动化控制系统的抗干扰工作也成为工业自动化控制系统安全运行的重要工作。本文主要就当前的工业自动化控制系统中常见的一些干扰源进行了阐述，分析了其产生的原因，并且就问题提出了相应的抗干扰措施。

【关键词】：工业自动化控制系统 抗干扰技术 分析

【前言】：近年来，工业自动化控制系统在我国的工业发展中占有举足轻重的作用，社会经济在不断地发展，工业化水平也在不断的提高。工业自动化控制系统在运行的过程中，会受到多种干扰源的干扰。不仅如此，由于干扰源种类多种多样，抗干扰的工作变得极其复杂，只有将这些影响因素逐一解决，才能使得工业自动化得到较好的发展。想要将这些问题解决，就必须分析并指出其干扰源，并进一步地制定出能有效解决问题的相应措施。

一、 工业自动化控制系统主要的干扰源分析

工业自动化控制系统是工业生產中的重要组成部分，运行效率直接与工业的发展有着一定的影响。就当前工业自动化控制系统的分析来看，在很多情况下都会受到干扰的情况，而干扰源主要来源于宽频干扰源、辐射性干扰源、连续性干扰源、技术性干扰源、导体性干扰源等，每种干扰源给系统带来的危害有一定的差异性，工业自动化控制系统的抗干扰技术也逐渐被重视。

（一）通过电源线引入的干扰

通过电源线引入的干扰是工业现场较为常见的一种。这类干扰主要是有两个方面的来源，一是直接通过供电电源系统窜入控制系统中，二是通过供电电源的耦合而进入控制系统。由于常见的控制系统是由电网的电源进行供电的，许多因素会对控制系统造成影响和干扰，例如电网的波动、大功率用电设备的开启或停止、电网短路的暂态冲击等等都会通过输电电源线路传送，对控制系统带来一定的影响。对在输送的过程中产生的干扰来说，可以使用铠装电缆对其进行抑制，并将动力电缆与信号电缆进行分离。对变频器产生的干扰来说，通常是对变频器加装一个隔离变压器、并保证安装的位置能够尽量的和检测开关保持距离，其走线应尽量使用钢管单独的穿并将变频器单独安装到铁皮箱内，使其对外部屏蔽等等。

（二）通过信号线引入的干扰

当一根导线中有电流流过，在其周围会产生一个感应磁场，感应磁场能够引起其相邻的导线产生感应电流，若这个感应电流增大到一定的值时，就会对检测开关后级接收信号的设备产生干扰和影响。由于线路中总是有电流流过的，所以和控制系统相连接的各种信号线中都会受到外部信号对其的干扰，从而导致控制器的逻辑数据发生变化、错误动作或是死机。

（三） 辐射干扰源

辐射干扰是指射频设备、雷电以及高频感应的相关设备还有电弧电路等等对工业自动化控制系统所产生的干扰。就此类干扰源来说，并没有办法可以对其进行抑制，为了减少其影响，主要是通过切断或者是减弱电磁干扰传播的途径。具体的措施如：使用等电位的联机、屏蔽、保护隔离以及合理分布线路和装设防雷装置等等，通过这些措施实现全方位防雷保护措施。

（四）传导干扰源

传导干扰主要有两种，由电源线引入的干扰和由信号线引入的干扰。

二、工业自动化控制系统抗干扰技术措施

（一）对接地系统的合理设计

工业自动化控制系统在受到干扰的情况下，对系统的正常运行会造成极大的影响，而通过对干扰情况的调查发现，在接地系统设计上的不合理会产生电磁干扰的现象，针对这种现象，应对接地系统进行合理的设计。正确合理的接地设计能够有效的抑制电磁干扰的现象发生，尤其是对设备外方干扰信号的抑制有着一定的作用。当然，这必须建立在接地系统设计合理的基础上，如果接地系统设计不合理的话，不仅无法起到抗干扰信号的作用，甚至会因为接地系统运行问题

而引入较强的干扰信号，从而导致工业自动化控制系统的运行故障。

（二）对管线的合理设计

管线设计即指合理的设计信号线、电源线以及通信线路管道，选择适当的电缆并正确的进行敷设，在选用信号电缆的过程中，也应充分考虑实用性、经济性等以及抗干扰性。就目前来说，普遍使用标准型号的电缆。在进行敷设信号时，应当注意类别不同的信号应有不同的电缆进行传输，信号电缆应当按照其传输信号类型的不同来进行分层的敷设，模拟信号与数字信号不能共用同一根电缆。信号线的电缆杜绝接头的现象发生，要用完整的电缆。信号线电缆应当远离感性负载例如大功率的电动机等等。

（三）利用软件设计方式实现抗干扰

工业自动化控制系统在正常运行的过程中，在受到辐射、传导、通信信号等方面的影响，会造成工业自动化控制系统运行过程中出现干扰的现象，对系统的正常运行带来一定的影响，因此，必须做好相关的抗干扰技术措施。可以通过利用软件设计的方式来实现系统的抗干扰作用，软件设计一般都是在计算机环境下进行的，可以通过对各个程序的设计进行过滤和分析，利用滤波法来对软件设计的各项参数值进行分析和过滤，实现信号的数字化处理，从而有效的降低干扰信号的强度，提升工业自动化控制系统运行的抗干扰能力。

（四）保障施工现场的工作顺利开展

由于在施工现场对工业自动化控制系统进行实际的操作和施工过程中，现场的条件是较为复杂的，在施工过程中必须由经验丰富的工作人员进行现场的指挥以及监督。施工人员必须能够按照设计中提出的要求进行施工，应当重视接地线以及强点弱点之间的安全距离。

（五）合理选择器件

在对期间进行选择时，应当根据所选的电子产品所具有的基本特性来进行选择。为了降低茶末干扰，可以在传输过程中使用电流信号来替换电脑呀信号，利用双积分型的RC以及AD滤波器来消除高频的干扰。若设备是以双差分的输入型的绞合线以及差动放大器来作为主要器材，为了能够使信号线路上的共模抑制比得到一定程度的提升，那么应该结合阻抗匹配，其中包含了屏蔽地线、单边接地以及光电隔离等等措施，这样就可以消除共模干扰。

【结语】：

综上所述，随着社会经济的不断发展，工业自动化技术的发展也极为迅速，尤其是在近些年对控制系统的完善也在不断的展开，更有利于工业自动化控制系统运行效率的提升。工业的发展推动了国家经济以及社会的发展，是未来发展规划中重要的组成部分。然而，在其运作的过程中依然存在着许多的干扰因素，对系统的正常运行带来极大的影响，如何对工业自动化控制系统采取抗干扰措施也成为

工业发展的重点工作。对此需要对工业自动化进程中的抗干扰措施加以重视，应当在电源、软件、管线等方面的设计上加强完善，选择合适的器件、重视现场施工中的工作质量，从而促进工业自动化控制系统的良好发展。

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