工业自动控制系统的抗干扰技术

摘要：对于我国的工业发展，工业自动化控制系统发挥着至关重要的作用，随着社会整体经济水平的提升，工业化的程度也持续升高，然而目前，工业自动化受干扰的因素有很多，这些问题都是亟待解决的，要想解决这些问题，就必须将其干扰源找出来，这樣才能进一步制定出有效的抗干扰措施。笔者就对工业自动化控制系统中的干扰源进行一系列的研究，并对工业自动化系统的抗干扰技术进行简单探讨。

关键词：工业;自动控制系统;抗干扰技术

引言

我国工业发展逐渐朝着自动化、信息化、智能化方向发展，越来越多的自动化控制系统被应用在工业生产中，然而，工业自动化控制系统应用现状却不理想，各种各样的干扰源对于自动化控制系统的稳定、正常运行产生了直接的影响，所以，需要充分了解工业自动化控制系统受到的干扰情况，有针对性地进行抗干扰处理，进而提高工业自动化控制系统运行的稳定性。

1分析工业自动化控制系统的干扰源

1.1辐射干扰源

工业自动化控制系统受到的辐射干扰主要是指电弧电路、高频感应设备、雷电、射频设备等产生的干扰，对于这种干扰源。从理论角度分析，辐射干扰造成的影响没有什么有效的方式进行控制，但是，在实际的生产过程中，一般采取割断或者减弱其传播途径的方式来控制。具体的对策是：机械设备在等电位的条件下进行连接，合理布置电力线路，同时采取相应的隔绝保护措施，起到有效的预防作用。

1.2传导干扰源

在传导性干扰源当中，通常包含有电源线与信号线两类引入干扰。因电源线引入所产生的干扰情况，是在企业的生产过程当中所普遍存在的。此类状况的干扰源一般是由于供电系统窜入到控制系统，以及供电电源耦合到控制系统。一般情况下，工业自动化系统都是由电网的电源供电的，由于电网交直流、短路的传动设置引起的大功率用电器在关闭或者开启的时候也会对系统产生一定程度的干扰。干扰感应模型如下图所示：

1.3施工干扰源

在施工过程当中所出现的干扰源，其通常是由于工程项目在进行设计、安装与调试过程当中，因为设备的型号与操作情况的差异所产生的。例如，大功率的机器在进行启动时，容易因为接地系统较繁复而产生较大干扰，这时就需要采取优化接地系统的方式来对抗产生的干扰。

2工业自动化控制系统的抗干扰技术研究

2.1软件设计

采取软件优化的方式，能够明显的减少干扰源产生的影响，这是当前许多抗干扰对策中最为重要的一项。工业自动化控制系统设计过程中，采用惯性滤波、中位值滤波、限幅滤波、平均值滤波等方法通过计算机程序对系统信号实现数学处理，消除或者减少干扰信号的强度、数量，保障输入信号的稳定性和可靠性，这种方法计算机程序很容易移植，便于修改系统参数，有效提高数字滤波的稳定。

2.2管线设计

为了减少工业自动化控制系统的干扰，应优化管线设计，包括通信线、电源线、信号线管道等，电源线设置应和通信管线保持足够距离，并且使用金属管道覆盖通信管线，正确敷设电缆线路，结合抗干扰、经济性、实用性等因素，选择合适的信号电缆线，其中最常见的是双芯屏蔽双绞线，电缆线敷设过程中应注意以下问题：第一，信号的类型不是完全相同，所以，电缆的类型也不是一样，需要根据信号的种类对电缆类型进行合理的选择;其次，应当注意的是，信号线缆和感性负载需要保持一段距离，比如，和功率比较大的电动机保持必要的距离等。

2.3电源设计

如果工业生产现场包含变频器和大功率器件，对于电源线路采取科学有效的抗干扰措施，对电源设备进行有效隔离，在进线电源分级部位设置避雷器，使用隔离变压器设置在PLC电源输入端，对于隔离变压器的次级绕组和初级绕组，装设屏蔽层，然后做好可靠接地，通过双绞线作为二次侧接线。

2.4接地设计

由于控制系统容易受到各种各样的干扰，而且系统一旦受到干扰之后，系统的运行将会出现问题，通过分析可以发现，在系统设计不合理的情况之下出现电磁干扰的概率最大，因此，应当注意保障设计的合理性，通过合理的设计降低电磁干扰以及避免电磁干扰影响系统。信号源接地设计，在信号侧接地设置屏蔽层，如果信号线中间如果有接头，做好绝缘处理，牢固连接屏蔽层，防止信号线多点接地，连接多芯对绞电缆线和屏蔽双绞线，相互连接好各个屏蔽层，然后进行绝缘处理以后，选择合适接地位置进行单点接地。另外，计算机接入信号之前，在大地和信号线之间连接电容，有效减少共模干扰，将滤波器装设在信号两极之间，减少差模干扰。

2.5选择合适器件

在进行元器件的选择时，必须要依据所选用的电子产品本身的特性来选取。为了更好的缩减因元器件所造成的干扰，在传输的过程当中采用电流信号来替代数据信号，借助于双积分型RC与AD滤波器，能够实现对于高频干扰信号的有效过滤。如果相应的元器件设备是由绞合线与差动放大器构成的设备器材，那么为了促使在信号线路当中，提高对干扰源的抑制作用，便应当将阻抗配置结合起来，在这之中主要结合了屏蔽地线、单边接地与光电隔离等，从而能够有效的实现对干扰源的抵抗。

2.6加强现场监督

因为在工业自动化控制系统的实际操作过程当中，现场环境十分复杂，因此必须要有经验丰富的人员予以现场指导与监督。相关的施工人员必须要依据设计要求，来开展具体的施工作业，对于接地线同强弱点的安全距离，要引起足够的重视程度。

3结语

总之，工业自动化的控制系统对于我国工业的发展具有十分重要的作用，但是，在工业自动化的控制系统当中存在一些干扰因素影响系统的运行，包括辐射干扰、地电位干扰、传导干扰。在实际施工过程中，安装、调试等操作都应该严格按照设计要求进行，对干扰进行有效的抑制，进而保证工业自动化控制系统能够可靠、正常的运行，促进工业生产朝着科技化、现代化的方向发展。

参考文献

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作者介绍：

柏景超（1990.03.06—），性别：男;籍贯：中国;民族：汉;学历：本科;职务：电气工程师;研究方向：工业自动控制;单位：长春市鑫渤自动化科技有限公司