工业自动化项目中电磁兼容问题及处理方法

肖洋

摘要：随着信息化时代的到来，自动化系统在运行过程中的电磁兼容问题也逐渐显现出来，这种现象不仅影响着自动化控制系统的作业质量，同时还降低了作业效率，严重阻碍了企业可持续发展目标的实现。鉴于此，本文立足于电磁兼容概念的基本定义，对工业自动化项目中常见电磁兼容问题以及相关处理方法展开如下探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：人工智能;工业自动化;控制系统;电磁兼容

1.电磁兼容概念的基本定义

在我国工业自动化发展进程快速推进的前提下，对于电气自动化设备提出了更高的要求。然而，要想降低电气自动化设备的成本，就必须从电磁兼容问题入手，因此，首先必须明确电磁兼容有关的基本概念，也就是明确电磁干扰、电磁骚扰以及电磁兼容等概念，尽管这些概念比较抽象，但是要想彻底解决电磁兼容问题，必须明确这些抽象概念的含义。（1）电磁骚扰：将任何可能引起设备、装置或者系统性能降级的，对有生命或者无生命物质产生作用的电磁现象被称之为电磁骚扰。常见的电磁骚扰有无用信号、电磁噪声以及传播媒介自身的变化等多种。（2）电磁干扰：电磁干扰现象的出现，会降低系统性能或者传输通道的性能。而产生电磁干扰的因素主要有传输通道、电磁干扰源以及敏感设备等，电磁干扰是一种客观存在的物理现象，属于电磁现象，可能会降低设备、装置或者系统的性能，但是，并不一定会形成严重的后果，这种现象也就是电磁干扰。（3）电磁兼容：电磁兼容指的是系统或者设备在电磁环境中严格按照要求运行，不会影响到环境中的任何设备[1]。由此可见，电磁兼容包含两个方面的内容：其一，设备在正常运行状态下，对环境产生的磁场干扰在一定的限制范围内。其二，电器在其运行环境内具有一定的抗干扰能力，也就是电器具有磁敏感性。为了能够深入了解电磁兼容问题，本文通过以下三个案例对常见电磁兼容问题在实际项目中的处理思路以及问题的解决方法进行分析。

2.工业自动化项目中常见的电磁兼容问题及处理对策

2.1CPU运行卡机问题

最近这些年，随着工业自动化项目建设规模的日趋扩大，工业自动化水平也在随之提升，因此，对各电气元件的运行质量提出了更高的要求。但是，就目前项目的实际运行现状看来，电气元件在运行过程中仍然面临着各种各样的问题，比如，CPU运行卡机现象，这种问题的出现频率相对较高，进而严重影响了企业自动化控制系统的运行质量，对企业的长期可持续发展产生了极为不利的影响。相关调查研究表明，CPU经过长时间的运行之后，由于受到电磁兼容问题的影响，就会伴随卡机现象的出现，此时，SF、STOP灯亮，面对这种现象，要想使系统处于正常稳定的运行状态，就需要将拨码重新拨至运行位置。致使这种问题出现的主要原因是CPU模板无法在短时间内被识别到，同时，电源线、动力电缆以及感性负载产生干扰也是导致这种现象出现的主要原因，因此，为确保各环节工作的有序开展，就需要对CPU电源进行全方位的系统性检测[2]。一旦CPU在运行过程中出现卡机问题，企业工作人员就必须及时深入分析问题，找出导致问题出现的主要原因，在此基础之上，提出对应的解决措施。由于现场的继电器、接触器的种类多，再加上动力电缆的布线混乱，所以，工作人员在具体开展干扰判断工作的时候，首先需要借助接地方式释放出干扰，经过详细检测后，如果发现干扰问题未能得到有效处理，就需要工作人员对CPUM端与PE之间的电阻进行仔细检查，经检查后如果电阻为零，就表明CPU在接地处存在问题，反之，则说明问题出现在CPU内部。此外，大量的调查研究数据表明，当CPU的某个阀在运行过程中到达一定的位置之后，PLC便会处于停机状态，特别是设备的关料阀动作会直接影响到PLC的停机率，此时，就需要工作人员认真检测接触器动作时刻的波形，系统性分析脉冲干扰。

2.2扫描枪信号丢失问题

系统在处于运行状态下，为了便于信息的及时输入，通常会在检测设备的两侧配上打号机，在具体使用的时候，两台打号机的运行互不干扰，相互独立。但是，在电磁兼容问题的影响下，两台设备的数据会出现紊乱现象，甚至造成数据丢失的严重问题，对于这种现象，只有重启电脑才能够尽可能降低损失，使问题得到及时解决，但是，即便是重启电脑，已经对企业的生产效率产生了极为严重的影响。如今，面对扫描枪丢失信号的问题，最好的解决方法就是提前预防，避免问题的出现。由于扫描枪的数据电缆和供电线路属于同一根电缆，因此，需要相关工作人员全面开展扫描枪设备的系统性检查工作，主要是因为即使存在问题，从外观上无从察觉，必须在专业工作人员全面监测扫描枪电缆的前提下，通过分析才能够找出导致问题出现的原因，进而采取一定的处理措施[3]。通过进行检测，一旦发现电缆的干扰信号比较强，在信号值超出一定增幅值的前提下，信号枪的数据将会丢失，所以，工作人员在检查的时候不仅要仔细检查检测设备和扫描设备是否靠电源连接，同时，还需要重点关注布线工作，当扫描枪和检测设备共用一个电源的时候，如果滤波器箱体内部喷漆，致使其与外部连接，此时，一旦二者接触不良，或者滤波器电源与总电源缠绕起来，都会影响到自动化控制系统的运行效率。总之，面对扫描枪信号丢失问题，为了能够最大限度提升问题的解决效率，就需要工作人员优化滤波器接线，采取安装多个电源，为设备分带能源供电;或者将电源线分开布线的措施，以便为企业各项工作的有序开展奠定良好的基础。

2.3Profibus总线从站掉站问题

随着市场竞争的日益加剧，在此环境下，要想进一步提升工业自动化控制系统的使用效率，就必须运用人工智能技术，该项技术的使用是相关主管部门和基层产业机构提升企业核心竞争力的关键。但是，系统在运行一段时间后，Profibus网络故障的发生率仍然比较高，致使生产作业被中断。造成Profibus总线从站掉站问题的原因有很多，如果将系统设备进行更换之后问题仍然没有得到解決，可以判定造成这种问题的主要原因是启动某高压电机之后，系统出现了停机故障[4]。对于Profibus总线从站掉站问题的处理，为了能够保障处理效果，就需要使用科学化、规范化的处理措施，检测人员除了要检查网络拓扑之外，还需要全面检查通信波形。

总之，面对Profibus总线从站掉站问题，要想提高问题的解决效率，就需要相关工作人员采取更换电缆、模板、增加中继器以及重新布线等方法，在使用上述方法之后，如果问题仍然没有解决，就需要工作人员重新用铜线缠绕变频器的动力电缆屏蔽层。

结语

综上所述，将人工智能技术应用于工业自动化控制系统中，不仅能够降低人力、物力以及财力方面的损耗，同时还能够从根本上提高作业的精准度，将可能出现安全隐患的几率降到最低，减少作业成本。但是，电磁兼容问题在一定程度上影响了企业自动化控制系统的运行效果，因此，电气自动化设备电磁兼容性问题的解决迫在眉睫，该问题的解决同样也是提高工业自动化控制系统运行效率的关键。

参考文献：

[1]王楠.电磁兼容智能化管理中知识库问答系统的研究[D].北京邮电大学，2019.

[2]彭根深.自动化仪表的电磁兼容分析[J].通信电源技术，2019，36（04）：21-22.

[3]易谦，皇甫亚波，蔺道深.工业机器人安全和电磁兼容认证检测与分析[J].安全与电磁兼容，2019，（01）：41-44.

[4]刘洪.电磁兼容实验室规划与设计[D].西安电子科技大学，2018.