探究工业自动化控制系统的抗干扰技术

刘才明

摘要：在社会经济与科技的飞速进步的背景之下，规模化生产的方式也在不断向高效率和节约性的方向发展，自动化控制系统的应用也更加广泛。为了保证实际生产效益和系统运行的稳定性，必须要重视对控制系统的抗干扰能力提升。本文将介绍关于自动化系统当中常见的干扰类型，以及分析其有效的处理方式。

关键词：工业自动化;控制系统;抗干扰技术

引言

随着自动化技术在工业生产当中的广泛应用，其实生产规模和流水线路也在不断扩大，会产生一些系统的内部干扰或外界的环境因素影响实际生产效率，必须要通过对系统的优化设计来长话应对能力，不断推动我国工业自动化生产的进步与发展。

一、自动化控制系统中的干扰分析

（一）系统内部干扰

自动化控制系统当中涉及的内部干扰可分为连线问题和信息处理两方面，前者和系统电路结构的设计和加工有紧密关系，后者问题是基于控制系统一致性原因造成的。系统的内部干扰可通过设备检修的方式进行快速定位和处理，通过技术性的维修方式一般能够进行有效控制。对于一些系统设计型问题而产生的内部干扰必须要结合系统控制方案进行详细排查，详细分析诱因属于工程技术或安装建设，采取对应的方式进行处理[1]。在一些规模较大的自动化控制系统当中，如图1所示，由于内部的线路连接和信号传递过程更多且复杂，内部的干扰源会直接影响一些较为敏感的电气零件，产生耦合性干扰或电磁性干扰问题。

（二）系统外部干扰

系统外部的干扰问题一般很难通过维修检验发现，且涉及到的干扰源类型较多，在处理过程当中还需要依据实际情况进行综合判断。外界环境当中的雷电问题会引发系统出现电磁干扰，部分元件的运转和信息传递会出现一定的偏差，且这些具有偶然性因素造成的外部干扰在数据变化当中一般没有规律可循，需要通过优化系统抗干扰能力的方式进行补偿。还有一些外部干扰因素是以固定频率影响系统运行的，如信号传导干扰、空间变频干扰等，在实际处理当中可以采用同频还原的方式进行消除，提升系统的抗干扰能力。

二、系统抗干扰处理的有效对策

（一）加强零件选择

根据系统运行过程中产生的内部干扰过程来看，加强自动化控制系统在生产运行过程当中的零件选择，如图2则为PLC电气控制柜，选择质量优良的电气控制柜，以更具抗干扰性的系统设计维护其稳定运转具有重要意义。对系统线路的优化设计和对零件的合理选择能够更加高效地消除对应的系统干扰问题，如可以通过RC电路的电路模型构建来应对高频振荡问题，消除系统电路在运行过程当中产生的高频干扰[2]。由于自动化控制系统在进行工业生产时需要涉及到数模转换，产生的系统内部干扰也可以通过增加AD滤波器的方式进行缓解。在部分双差分电路的优化处理当中可以结合一些阻抗零件的灵活使用来消除电路当中出现系统内部干扰的问题，在进行接地处理时也可以灵活选择单边接地或系统接地。

（二）调节电源干扰

在自动化控制系统当中，电源的选择是消除系统内部干扰的重要因素之一，尤其是在一些成规模较大或电路当中电器零件较多的情况下，电源与电路零件之间的电流电压参数必须要进行合理控制。在一般的自动化控制系统电路当中都会涉及到变压器的使用，在选择时要匹配电源的实际容量和工作参数，充分考虑到不同线路当中的电压匹配，减少电路当中出现电流激荡或电泳的概率[3]。对于一些对工作系统稳定性要求较高的线路可以通过引入隔离器和屏蔽层的方式来进行优化处理，但必须注意系统屏蔽层要予以接地处理。在进行内部线路的敷设连接时也要加强对建设方案的参考，结合不同系统和功能要采用相应的方式进行处理，在连线的选择上也要尽量规范化。

（三）补充滤波处理

滤波处理是一种应对自动化控制系统当中电磁干扰的重要对策，也是目前在自动化生产控制当中必须要引入的影响技术。较为常见的滤波技术主要是通过一定的滤波零件完成的，在自动化控制系统当中的输入端之前可以安装一定的滤波元器件，将上一层级的信号进行滤波处理之后过滤掉多余的波动信息，确保在数据输入时原始数据的稳定性。这种利用滤波元器件进行处理的方式主要是依靠电气系统设计完成，但对于系统的复杂性会有明显的提升，有时技术人员也会选择通过计算机调节的手段实行滤波处理。在一些采用数控生产的自动化控制系统当中，结合计算机技术对数据信息进行滤波取样能够更加高效便捷，尤其是在当前发展数字化系统的影响之下，这类软件设计方式进行的滤波处理应用更加广泛。

（四）优化接地系统

为了更好的抑制生产过程当中的自动化控制系统电磁干扰，在进行电路连接设计时必须要加强接地处理，使线路当中的电流电压更加稳定，维护好各电器元件的正常运转。在进行原有工作系统的接地处理过程当中，需要按照不同的回路和模块采用不同的接地处理方式，如在一些信号端的接地处理可通过给予某端子以零电势的方式完成接地处理，一些有金属外壳的电气元件在工作时应采用静电屏蔽的处理方法，在自动化生产系统当中还要加强对接地线的保护，避免由于线路过于复杂而接地线无法保证较好的电压电流负荷问题[4]。为了进一步保证电路当中激励处理的有效性，还需要定期对线路展开安检工作，若发现外侧绝缘层破损等问题时要及时进行处理，防止在工作过程当中出现电磁干扰问题。

三、结束语

自动化生产线路当中的干扰问题是限制其运行效率与生产质量的重要因素，在进行抗干扰处理时必须要重视对零部件的选择，通过优化线路连接和电路设计的方式对系统的运行稳定性进行提升。对于一些因电流电压问题而产生的电磁干扰，可通过合理的电源选择和加强接地配置进行处理，必要时还可在系统当中引入滤波优化。

参考文献：

[1]高庆国，周丽欣.工业自动化控制系统的抗干扰技术分析[J].山东工业技术，2015（03）：160.

[2]田雪民，刘凤国.试析工业自动化控制系统中的抗干扰措施[J].企业导报，2013（13）：189-190.

[3]万青.工业自动化控制系统的抗干扰措施分析与研究[J].企业科技与发展，2019（04）：101-102.

[4]杨明瑞.仪表自动控制系统干扰与抗干扰的分析研究[J].内燃机与配件，2018（08）：44.

（作者單位：南京恒瑞环保科技有限公司）