工业自动化控制系统的抗干扰技术研究

庄山

（苏州升皓电气自动化有限公司，江苏 昆山 215331）

随着经济的发展和社会的进步，我国的工业化程度也正在不断加深，但是从目前的工业发展现状尤其是自动化系统的运用情况来看，依然有不少因素在影响和改变着自动化系统的运营效率，需要开发并完善抗干扰技术，提升工业自动化控制系统的运行效率，从而进一步推动我国工业化进程的不断发展。

1 影响工业自动化控制系统运行效率的因素分析

（1）辐射性干扰因素。在工业自动化控制系统运行的过程中，雷电、电弧电路以及大多数高频感应的设备器材等，都会对其造成严重干扰，而且到目前为止，从技术手段上并不能对这类干扰因素进行彻底地阻隔或拦截，甚至技术人员还无法从源头上找到这些干扰因素的共性，只能将其归类到辐射性干扰的范畴中。但是在实际的工作和运行中，为了能将这类辐射性干扰因素的影响结果降到最低，技术人员通常都会采取切断或阻隔电磁辐射传播路径的形式，对工业自动化控制系统进行相对保护。例如，通过安装避雷针，可以从外在对辐射进行隔绝，通过合理规划和整理线路等形式，从内部对辐射进行阻隔，使用等电位的设备作为最有效的辐射隔离手段，其应用的范围最广泛，效果也相对明显，但是由于设备成本较高，大面积使用的可能性还相对较小，因此对辐射性因素的阻隔还无法做到全面化和具体化。

（2）传导性干扰。传导性干扰具体分为2个类型，首先是以电源线为主要表现方式进行干扰。无论是工业自动化控制系统的运行还是建筑工程施工中，以电源线为主的干扰类型都相对广泛，它的来源渠道有2种类型，通过供电系统或设备直接进入到自动化控制装置中，以及经过供电设备或系统以耦合的方式进入到自动化控制装置中。具体来讲，我国大多数工业自动化控制系统，所采用的电源类型都是由电网直接提供的，因此在实际的电源输入过程中，由于断网短路、用电设备开关以及电网功率变化等问题，都会或多或少地对控制系统造成影响。因此，一旦在传输过程中发生干扰，可以采取分离信号电缆和动力电缆的形式，将干扰的影响减至最低。而如果是由于变频器损坏或故障发生的干扰，则需要在与电网保持一定距离的前提下，安装必要的变压器，以减少干扰因素的影响。

其次是以信号线的方式进行的干扰类型。多数情况下产生磁场感应都是由于电线接通电源造成的。具体来讲就是该磁场能够与附近的导线相互感应并形成强有力的电流，当该电流达到一定的数值时，便会使信号接收器产生电流变动进而形成一定的干扰。由于电线与电源在接通之后，或多或少都会产生一定的电流输送，因此信息接收设备和控制系统之间就会产生反应，进而产生干扰，轻则会造成信息的错乱，出现数据读取失败或错误的现象，重则可能会发生死机的情况，因此接通电源的电线应该尽量以屏蔽性电线为主，防止其与电源接通后产生电流形成干扰。

2 工业自动化控制系统的抗干扰技术研究

（1）对线路和电源进行有效隔离。在对大功率变频器和电源进行设计的过程中，需要事先对其干扰因素进行研究和清除，使电源线路和电源能够始终免受外界因素的干扰，保障工业自动化控制系统的有效运行。具体来讲，技术人员在设计PLC类型的电源时，需要首先对该类型的电源进行考察，在简易接通电源之后，分析其干扰因素的类别，以此判定采取安装接地屏蔽层或隔离变压器等方式，对外界的干扰因素进行彻底清除，以提升工业自动化控制系统的运行效率。

（2）有效改变软件的制作方式。为了能够有效提升工业自动化控制系统的运行效果，技术人员可以采取改变软件制作方式的形式，在实际设计具体软件类型的过程中，有效考察目标系统的抗干扰条件，经过反复大量的实验将平均滤波法、惯性滤波法以及中位值滤波法等应用到软件设计中，并利用数字化处理模式，将影响工业自动化控制系统的干扰因素提取出来，增设外部信号的准入条件，在有效提升信号传出正确率的前提下，提高系统运行效率，从而为工业技术的发展提供保障。

（3）变换管线的设计模式。该方法主要是技术人员通过科学设计通信管道和线路、电线以及铺设正确电路的方式，提升工业自动化控制系统的运行质量。具体来讲，技术人员在选择和设计设备、电缆线以及电线的过程中，需要将成本因素、抗干扰能力的多寡等条件考虑在内，利用简易的实验环节对该方法进行测试。即使是标准型号的电缆和电线，技术人员也需要在实际的铺设信号中注意与不同类型的电缆相对接，并对其进行分层的铺设。尤其是要防止数字信号和模拟信号电缆的重复使用，以保证功率负载力在正常的情况下发挥作用。

（4）有效利用接地系统和其他技术。合理采用接地系统不仅可以减少工业自动化控制系统所承受的干扰来源，同时还能使系统形成自身的抗干扰源，提升运行效果。设计者需要采取有效的接地方式，强化整个系统的抗干扰作用。除此之外，在选择电子器件的时候，技术人员也应该充分考察工业自动化控制系统自身的特性，选择适当的电流信号，如滤波器、双积分式AD转换器防止电流的干扰。而在实际的抗干扰技术施工中，管理者也应该采取有效的管理方式保障施工现场的安全性和整洁性，尽量与技术过关的从业者进行合作，在施工完毕后应该对整个现场进行勘察和检验，从而提升工业自动化控制系统的运行效果。

3 结语

随着工业化的发展，工业自动化控制系统也逐渐成了当下人们生产的主要方式。因此，对其干扰因素进行分析和处理，不仅能够提升控制系统的运行效率，还能保障工业化的生产价值。在实际的工作和技术引用中，需要对线路和电源进行有效隔离，有效改变软件的制作方式，变换管线的设计模式，利用接地系统对管线进行控制，提升工业自动化控制系统的运行效率，从而为工业技术的发展提供保障。