浅析电气工程中自动化设备的抗干扰策略

白少峰

（银川能源学院，宁夏 银川 750100）

现阶段，有关电气工程中自动化设备的抗干扰等相对研究较少，基于该问题现状，要求行之有效的措施对其进行分析研究，如优化自动化设备印刷版及电路布局、优化自动化设备开关电源设置、降低信号传输造成的干扰波及、加强工作人员专业素养及技术水平、提升工程技术降低自动化设备干扰等，有十分重要的理论意义。

1 电气工程自动化设备概述

随着我国科学技术水平不断提升，传统电气工程设计逐渐向多元化发展，从工程施工方法、设备架构及工艺技术融合等，智能化、规模化及数字化已成为重点发展方向。电气工程对百姓民生及生活生产十分关键，当下我国电气工程设计与施工正处在重大变革时期，自动化与智慧型的概念植入，推动电气工程设计与建设的多样性发展。其中，电气工程中的自动化设备是其重点所在，自动化设备已经在电气工程中得到了广泛的推广应用。自动化设备是指以电气自动化控制系统为主，通过智能模块或感应芯片等完成自主运行、判断、计算及处理等流程。自动化设备具有较强的可调性，通常会根据自身周边环境或条件的变化进行自动感应、智能调节，进而发挥其自身的价值作用。电气工程自动化设备具有多样化特点，设备类型与功能也明显不同，不仅满足日常的生活生产，也会为居民个性化的电气智能体验设定提供满足。因此，从未来发展层面分析，电气工程中自动化设备具有一定的发展性，且技术前沿也在不断地创新突破，在相关领域及课题研究中侧重对其分析，且意义性较大。

2 电气工程中自动化设备干扰的影响性

2.1 影响自动化设备的稳定运行

目前，自动化设备在多领域及行业中均得以广泛的普及应用，从以往的单一性技术架构到目前多智能化设备应用，自动化设备经历过诸多的变革与创新，但干扰形成的波及始终对自动化设备的稳定运行造成影响。在电磁、辐射或电位等因素的干扰下，会导致自动化设备发生停止运行，系统停止工作会导致诸多问题的发生，如交通、医疗、工业等自动化设备的干扰停止会造成事故或损失的发生。同时，干扰也会对自动化设备的稳定性造成波及，一旦受到强烈的干扰，会导致自动化设备发生稳定失衡，进而造成自动化设备不能正常工作、运行等，影响工作质量及有效控制。

2.2 影响自动化设备的数据精准

自动化设备多数是服务生产、医疗或工业生产，数据信息对生产运行及医疗判断尤为关键，在精工产业及精密领域中，自动化设备的稳定性体现数据精准的关键所在。干扰的波及会导致自动化设备在运行中发生数据计算、信息统计偏差。自动化设备在受到干扰后造成数据流失或计算偏差，间接会导致运行稳定下降、功能失衡等，无法为精密生产或精工保障提供精准数据信息。因此，有效地防止自动化设备的干扰发生尤为关键。

2.3 影响自动化设备的性能发挥

自动化设备在运行中主要以智能模块控制及中央处理器运行的方式，以感应、物联、网络等方式开展自动运行、自动感应及自动判断，最后实施自动处理。干扰会对自动化设备中的精密电子与控制模块进行影响，干扰其不能正常的运行与稳定，造成稳定失衡后会波及控制单元、处理单元与计算单元，进而导致自动化设备的性能下降，影响工作效果与预期期望。因此，从提升自动化设备性能的角度分析，需全面地降低其干扰源，提升其抗干扰能力。

3 造成电气工程中自动化设备干扰的主要因素

3.1 电磁干扰造成的波及影响

在自动化设备干扰中电磁干扰作为常见，也是对自动化设备影响最大的干扰源头之一，调查如图1。

图1 电气设备干扰因素占比（%）

从图1 中发现，电磁干扰占比较大，电磁干扰主要分为内部干扰、外部干扰。内部干扰主要是电磁对设备内部控制各个单元的干扰，包括系统结构、元器件精度、元件布局等均会受到其干扰，电磁干扰会造成自动化设备运行发生失衡、工作误差发生。电磁的内部干扰会对自动化设备的精准度造成较大影响，降低该设备的性能。外部干扰主要以高电压、电磁波为主，对自动化设备运行也会造成严重的波及。外部干扰的波及性在于对自动化设备系统中的各组织元件的波及，形成严重的相互干扰，且影响也相对较大。电磁干扰的特点主要体现在广层面、高干扰为主，广层面是指电磁干扰的常见性、范围性，对自动化设备形成最普及的干扰冲击。高干扰是指干扰的影响性大、损失性大。因此，最大降低电磁干扰是提升自动化设备稳定运行、性能发挥的关键所在。

3.2 二次回路干扰造成的波及影响

二次回路干扰的波及性也相对较大，二次回路干扰是指电路中的电感元件发生问题，如电感元件出现断路情况，则会形成一个高频干扰电压，该高频干扰电压会直接对其回路的自动化设备形成强烈干扰。值得注意的是，该高频干扰电压具有一定的连锁效应，对相邻回路的设备运行均会形成一定的干扰。因此，在实际抗干扰中，需对其整个系统中的二次回路进行抗干扰，方可提升自动化设备的正常运行及工作开展，让系统发挥自身价值与功能体现。

3.3 信号干扰造成的波及影响

信号干扰在自动化设备干扰中也较为常见，信号是基于各种通信设备及网络发生的一种干扰源，根据不同的信号类型可分为差模干扰、共模干扰。差模干扰是在特殊情况下长时的运输中各元件之间产生互动耦合，即产生所谓的“差模信号”。该信号的特点主要以传输距离的扩大，促进该信号的变大，进而会影响自动化设备的稳定下降、性能降低。共模信号的发生是自动化设备在运行工作中受其一个或多个电位的波及，该波及性会对整个系统造成一种异常影响，导致异常干扰的发生，进而影响自动化设备的稳定运行、功能发挥。

3.4 人为操作干扰的波及影响

人为操作导致的干扰因素也是其主要问题之一，自动化设备运行不是单一片面的简单流程，而是需要技术植入与人为设定的系统布局。目前，我国自动化设备的应用开展依然存在探索阶段，成熟性不强。受各种环境及条件等影响，在自动化设备控制中人的错误操作容易诱发干扰源形成。首先，工作人员的自动化设备操作技能、专业水平偏低。诸多专业知识与操作技巧很难掌握，在实际操作过程中存在较大的形式化，但实效性却严重匮乏，对自动化设备的元件架构、系统控制及模块功能等了解不深，操作中对故障或问题等发现不足、优化不强，进而极易导致设备干扰的出现。另外，在操作制度及岗位机制中缺乏规范性、标准型、流程性。自动化设备人为操作的盲目性、随意性也会导致设备干扰的发生。最后，从自动化设备的本身层面分析，技术滞后、质量问题等均会形成负面干扰，影响自动化设备的稳定运行及保障性能。

4 电气工程中自动化设备抗干扰主要途径及方法

4.1 优化自动化设备印刷版及电路布局

自动化设备在研发阶段中会对可能发生的干扰源进行考虑，并提升其抗干扰能力。电路印刷版布局的研究工作通常在设备的研发阶段，在布局中需强调其精准性、科学性，设计人员在电路印刷版布局中通常选择集成电路的方式，该方式会最大限度地减少电路布线，并会降低该系统线路中的二次回路及电磁干扰，其降低率相对明显。同时，在自动化设备元器件的设计中需对其距离进行合理布局，距离必须科学合理，不可过密，降低元器件在工作中的发生相互波及与干扰。在印刷版设计中需采用多层式，提升板间的容抗性，通过该方式可降低干扰，发挥一定的缓冲作用。在印刷版的选择中，通常以利用新型的印刷版，新型印刷板的屏蔽效果较好，可有效控制或降低电路之间的相互耦合发生，全面性的提升系统线路的稳定运行。因此，在自动化设备的研发阶段，需对其进行创新优化，植入抗干扰模块或元器件，并在研发开展中对各种新的抗干扰方法进行分析，全面提高自动化设备的抗干扰能力。

4.2 优化自动化设备开关电源设置

自动化设备运行及工作开展中电源的功能配置尤为关键，如何更有效地利用电源降低干扰十分关键，电源的稳定性也直接影响自动化设备的正常运行。测试后发现，电源工作中会形成一定的干扰源，主要电源开通、断开的瞬间为主，在该瞬间会造成该自动化设备内部发生异常感染，该干扰也会对设备或周边元器件形成一定干扰波及。基于此问题，在优化自动化设备电源设置中可在电源四周进行屏蔽设置，营造屏蔽层，可将降低电源通电后瞬间形成的干扰波及。另外，在电源的选择上一定要科学考究，分析自动化设备的供电指标与参数，选择适合该设备的电源装置，在电源质量方面，也要严格把控，选择高质量的电源，减少因电源质量问题造成的干扰发生，电源功率必须符合自动化设备的要求，提升设备的稳定性。

4.3 降低信号传输造成的干扰波及

在信号传输的过程中，需对其线路传输性能、传输长度进行分析，并将其对设备干扰的影响性进行判断，掌握信号传输中的干扰源，最大程度降低信号传输过程中产生的干扰，提升自动化设备的性能。在传输的过程中需采用差时段传输的方式，可有效降低信号在传输过程中的实质性干扰，提升线路之间的信号增强。同时，也采用优化信号线路的方式，最大程度地缩短其传输距离，便于提升传输过程中的信号强调，有效降低信号的损失。另外，需对线缆质量及性能进行强化，线缆的屏蔽性能对降低信号干扰也尤为关键，一定要降低线缆故障的发生，提升线缆之间的信号互动干扰等，强化信号源与稳定传输。

4.4 加强工作人员专业素养及技术水平

在自动化设备抗干扰过程中降低人为的操作失误十分关键，人为影响始终是最常见的干扰源，对自动化设备的稳定运行及精准控制影响颇大。针对工作人员操作技能与专业水平的局限性，需对工作人员专业素养、技术水平进行提升。首先，开展专业性的设备抗干扰技术培训，以短期培训、岗前考核及长期监督的方式，培养工作人员的抗干扰意识、设备优化水平等，让工作人员在操作过程中可及时调整、科学配置，处理好设备干扰问题，提升自动化设备的运行质量。其次，加强工作人员的自动化设备操作制度完善，强化操作流程与步骤的标准性、规范性，将降低人为因素导致的干扰问题发生。最后，需对操作人员专业水平、职业素养等进行培训提高。如通过校企合作的方式将小讲堂进入企业，定期培养自动化设备操作技术人才，并以岗位测试及考核等模式，提高自动化设备操作技术人员的专业技能。

4.5 提升工程技术降低自动化设备干扰

电气工程中自动化设备安装需以全面性的质量管理、安全管理为主，才能保证设备技术的合理应用、价值体现。首先，构建精细化自动化设备安装技术管理体系，主要包括安装施工前的图纸设计、方案分析、材料把控、技术可行性分析等；也包括中期的安装过程质量把控、技术指导与监督、数据跟踪等；包括后期的自动化设备安装抗干扰检测、抗干扰功能测试、安全评估等。在自动化设备安装技术管理体系中需加强性能保障、抗干扰消除的专业技术植入。其次，控制好材料入场及质量监督，自动化设备安装工具、设备及原材料等质量尤为关键。在施工开展前需对原材、设备、工具等进行明确，包括采购质量把控、现场质量把控等。对其参数、指标及性能等进行检测，如不符合其标准，须对其尽快处理。最后，建议采用BIM 技术，实现数据驱动与技术驱动的全面植入。BIM 技术利用建模与模拟对干扰因素进行排查，将自动化设备安装的数据信息进行呈现，并通过自身数据库分析的方式，选择最佳的安装方案与技术应用，其效果性较好。

5 结语

综上所述，通过对电气工程中自动化设备的抗干扰进行分析研究，将电气工程中自动化设备的抗干扰要点进行论述，主要包括优化自动化设备印刷版及电路布局、优化自动化设备开关电源设置、降低信号传输造成的干扰波及、加强工作人员专业素养及技术水平、提升工程技术降低自动化设备干扰等。并结合电气工程中自动化设备干扰问题进行分析，为电气工程中自动化设备应用质量提升奠定基础。