探析自动化控制系统的抗干扰设计

摘 要：随着我国科学技术的不断提升和经济发展速度的加快，我国自动化控制模式已经逐步在现代工业的制造生产中得到推广，并为工业发展做出了极大的贡献。与此同时，在工业生产过程中，自动化控制系统不可避免地遇到了一些问题和困境，这些问题阻碍了自动化控制系统的进步，并给工业生产带来了负面的影响。本文就目前自动化控制系统中一些常见的干扰因素进行了剖析，阐述其原因，并提出相关的针对性解决措施。

关键词：自动化控制系统；抗干扰；设计

随着近些年来的工業自动化控制系统的不断进步和发展，其在我国的工业生产和发展过程中开始发挥其独有的能力和作用，促进社会发展和经济进步的同时，反过来受到社会经济发展的促进，使工业化的水平得以不断提升。在自动化控制系统的运行中，其容易受到不同类型干扰源的影响，从而使得自动化控制系统的运作受到阻碍。因而如何将这些干扰因素合理地解决，正是抗干扰工作的核心问题，只有探究和剖析干扰源及其成因，并据此提出相应的解决措施，才能促进自动化控制系统的稳步发展。

一、影响自动化控制系统的几大常见干扰源

自动化控制系统是我国生产活动的重要组成部分，尤其对于工业等行业而言，其生产的效率等直接同自动化控制系统息息相关。从当前的情况来看，在许多情形下，自动化控制系统均会受到干扰，如下探究几种常见的自动化控制系统的干扰源。

（1）来自电源的干扰

在生产活动中，经由电源线引致的干扰是最为常见的一种干扰。这种类型的干扰主要通过两种途径进行干扰。其一，直接经由供电电源系统窜入控制系统，其二，在供电电源进行耦合的过程中进入自动化控制系统进行干扰。一般而言，自动化控制系统是使用电网的电源来进行供电的，因而在这一过程中多种因素均会对系统产生干扰和影响。比如，大功率用电设施的启用或终止、电网的波动、由于电网短路时形成的暂态冲击等，这些情形下，其通过输电电源线路进行传输，即会对控制系统产生干扰。对于输送过程中产生的干扰而言，针对性地，可以利用铠装电缆来进行抗干扰。将信号电缆同动力电缆进行分离来达到目的。对于变频器产生的对自动化控制系统的干扰而言，要对变频器进行隔离变压器的加装，同时要使检测开关同安装位置保有充分的安全距离，对于其走线而言，在条件允许情况下，要利用钢管独立穿线，并将变频器独立安置于铁皮箱中，目的是使其能够对外部屏蔽。

（2）来自信号线的干扰

当导线中电流经过时，其周遭会产生感应磁场，其会导致相邻导线产生感应电流，当感应电流达到一定的值，就会对自动化控制系统产生干扰和影响。由于电流在信号线中的流动是不可避免的，因而同系统相连的各种信号线都有可能受到外部信号对其的干扰，从而导致自动化控制系统产生逻辑数据的破坏和死机。

（3）来自辐射的干扰

辐射干扰指的是射频设备、雷电或各种频率较高的感应设备、电弧电路等对自动化控制系统产生的干扰。这种类型的干扰很大程度上是无法进行抑制的，因而要通过减少其发生的几率来进行抗干扰，主要通过切断其传播途径等方式来进行操作。

（4）来自传导装置的干扰

通过传导的方式进行干扰有两种主要方式，第一种，通过电源线引入干扰；第二种，通过信号线引入干扰。这两种干扰方式下，又存在一些其他次要的传导干扰，在此不一一列举。

二、自动化控制系统抗干扰相关措施

（1）进行接地系统的合理设计

在对上述等干扰源的调查研究下，发现在对接地系统设计上若不能合理设计，则容易产生电磁干扰的情况，基于这种现状的存在，需要对接地系统进行合理完善地设计，从而达到抑制电磁干扰的目的，同时，合理设计接地设备可以对外方的干扰信号同样产生抑制作用。从反面来讲，若接地设备设计不合理，则不仅不会对干扰源产生抑制，反而由于其自身问题而导致更多的对自动化控制系统的干扰，进而导致整个生产运作受到影响。

（2）进行管线的合理设计

进行管线合理设计指的是合理设计信号线、电源线包括通信线路管道。对于电缆选择上，挑选正确电缆，合理进行敷设，考虑信号电缆的选择时，从实用性、经济性、抗干扰性方面进行选择。从目前看，选择标准型号的电缆一般而言较为合理。此外，敷设信号时，要对不同类型的信号进行区别的传输，信号电缆要根据不同类型的传输信号进行不同层次敷设，比如对模拟信号和数字信号的不同敷设。此外，要防止信号电缆接头，使用完整的电缆进行作业。

（3）利用软件设计方式实现抗干扰

在自动化控制系统运行过程中，受到诸如辐射、传导、信号等各种方面的影响而出现干扰的现象，需要针对其进行抗干扰的研究。其中，利用软件设计的方式达到抗干扰的目的是较为有利的。利用软件设计，通过计算机环境进行运算，对不同程序的不同步骤、类型等进行过滤分析，使用诸如滤波法等对不同参数值进行分析和解析，从而达到信号数字化处理的目的，从而对干扰源进行抑制和强度的削减，从而通过科技提高自动化控制系统的抗干扰能力。

（4）保障生产活动现场工作的顺利开展

在实际的生产活动过程中，由于诸如人为操作等的影响，容易对系统产生干扰，因而在生产活动开展的现场，需要有专业的、拥有丰富经验的人员进行监督指导，从事生产的人员需要按照设计要求和标准程序进行操作和作业，对一些容易产生干扰的部分进行重视，比如对于接地线和强点、弱点之间的安全距离等的重视。从生产活动的实际开展中对干扰源进行抑制也是抗干扰活动较为重要的一环。

（5）合理选择器件

选择器件过程中，要按照生产所需的设备特性进行选择。比如利用双积分型AD滤波和RC滤波器进行高频干扰的消除。再如为能够更好降低茶末干扰，在传输过程中，要利用电流信号对电脑信号进行替换等。

综上所述，在社会经济的不断发展和科技的进步下，自动化控制系统也将更加迅速地发展，并对我国的社会发展起到促进作用。对于自动化控制系统中存在的干扰源，对其进行查明和研究，并据此进行抑制和削减，从而促进自动化控制系统的正常运作，为其发展打下良好的基础。

参考文献

[1]李荣华.色心晶体微弱信号测试抗干扰技术的研究[J].华侨大学学报，2014（03）.

[2]李世发.基于工业自动化控制系统的抗干扰措施的研究[J].硅谷，2011（13）.

作者简介：

陈小春（1976-），性别：女，民族：汉，籍贯：浙江，当前职务：设计员，当前职称：工程师，学历：硕士，研究方向：工程技术方面。

（作者单位：贵州航天控制技术有限公司）