自動化儀表系統的電磁干擾抑制對策探討

摘要：在自動化儀表實際工作中，所特有的電磁環境不可避免的會受到各種電磁干擾，嚴重影響到機器的正常作業，但是針對自動化儀表的電磁干擾，目前沒有明確的解決措施。因此關于自動化儀表的抗干擾研究將成為今后自動化儀表需要著力發展與研究的方向。本文主要針對自動化儀表系統的磁場干擾問題進行分析，探究解決磁場干擾的主要措施，從而保證自動化儀表的正常作業。

廣義上，我們把一切噪聲稱之為干擾，是人們在生活與生產中不希望接觸到的信號。而在自動化儀表系統中的干擾主要指的是電磁引發的干擾。隨著科技的發展，電子技術發展實現了新的跨越，目前，我國工業生產的自動化程度不斷提高。更多的電器是以半導體集成電路的形式出現，這也就引發了電磁干擾的產生。電磁干擾的存在使得原有的電磁信號發生異變，數據失靈，嚴重者出現程序癱瘓，影響到整個工業的生產，電磁干擾對于自動化儀表的干擾力度非常大。因此，探究自動化儀表系統的電磁干擾抑制對策與措施就顯得十分必要。

1.自動化儀表產生電磁干擾的主要原因分析

在自動化儀表系統中，電磁干擾來源多樣，既有系統內部的電磁干擾，也有來自外部的電磁干擾。我們分別介紹說明。來源于自動化儀表系統內部的電磁干擾源：信號線彼此之間的干擾；多點接地情況下引發的電位差；儀表原件的熱噪音，數字地與模擬地之間的影響等。來自自動化儀表系統外部的磁場干擾主要有電臺與雷達進行發射時所產生的電磁波干擾；太陽與其它天體本身輻射所帶來的電磁波；自然氣象條件影響下所出現的空中雷電、氣溫與濕度及電磁場的負面影響。周圍的電氣裝置在一定程度上也會造成自動化儀表系統的電磁干擾，例如我們常見的高壓線、汽車與日光燈電源所引發的磁場干擾等。

2.自動化儀表電磁干擾的有效抑制措施分析

自動化儀表系統在實際的工作中，幾乎不能避免電磁的干擾。但是我們可以采取一定的抑制措施，通過改善內部系統結構、對其工作工序進行精心設計，轉變生產工藝等方式，將自動化儀表系統的抗干擾能力提高，將電磁干擾引起的破壞減小到最低。有效的避免系統內部的電磁干擾，規避系統外部的電磁干擾，保證自動化儀表系統的正常作業。

2.1.自動化儀表系統總體的抗干擾措施分析

在進行自動化儀表的系統制定時就需要從總體上提高自動化儀表的抗干擾能力。我們在選擇控制室時應該盡量選擇在高電壓，大電流、強輻射的工作環境中進行，如果在無法避免這樣工作環境的情況下，我們應該對工作機房記性合理有效的屏蔽設置。再例如針對電源，應該盡量采用單一的供電回路，盡量避免其他設備啟動或者關閉所帶來的干擾影響。如果需要采集對象很遠的信號，可以借助隔離的辦法切除系統與外部電路的聯系，從設計細節上做好自動化儀表系統的抗干擾設計。

2.2.運用一定的信號進行電磁干擾的有效隔離

在實際的信號傳輸過程中，我們常常要避免形成接地環路而引入新的電位差，與此同時，為了有效切斷干擾噪音傳播的通道，我們需要將輸入、輸出的信號與系統內的電路相分離。這種對抗方式被稱為信號隔離，隔離之后的信號傳輸功能依然能正常的發揮，信號隔離的具體方法很多，我們在此不做一一贅述。

2.3.針對電源產生的干擾的有效抑制

我們在前面提到過，電源也是造成自動化儀表系統電磁干擾的主要來源，因此我們需要針對電源情況進行抗干擾的有效對抗。一般在條件允許的情況下，我們可以采用單獨供電措施，因為電源線常常受到工業現場的干擾，因此在進行設置時需要盡量不牽涉動力干線，大的相線等。具體操作中，可以采用具備穩壓功能的交流穩壓電源，uPS不間斷系統等等。

2.4.引入數字濾波技術有效的對抗電磁的干擾

我們在自動化儀表的電磁干擾抑制中，除了采用硬件措施的改進來提高系統的抗干擾能力之外，我們還可以充分發揮計算機高速度、大容量的特點，將軟件的優勢發揮出來。數字濾波技術就能很好的解決電磁干擾問題。采用數字濾波技術一方面可以保證自動化儀表系統的正常工作不被干擾停止，另一方面又能滿足工程所追求的精確度與高速度，生產中有效信號中的干擾噪音在經過濾波之后被消除了。

2.5.發揮計算機的軟件容錯功效，減少電磁干擾

因為自動化儀表系統整個由計算機來控制，而計算機受電磁干擾影響非常大，進而導致計算機傳送的數據與信息發生異變，影響到儀表顯示結果。我們可以嘗試從計算機的軟件入手，針對計算機的軟件性能，有效嘗試編寫軟件容錯程序，通過編寫一定的容錯程序，加上借助對信息的冗余與時間的冗余最終達到克服干擾的目的。需要注意的是，我們在進行軟件容錯的編程時，可以有多種方法可以選擇，常見的方法有奇偶驗校法、多存儲區法等等，可以針對具體情況進行靈活的選擇，不管哪種方法，合適的才是最重要的。

3.結束語

電磁干擾是自動化儀表系統不可避免的干擾，隨著自動化儀表的不斷改良，電磁干擾的來源也更加廣泛，干擾形式也更加多樣。在自動化儀表系統的后期分析與研制中，關于提高其抗電磁干擾能力的研究也成為研究的重點。本文針對自動化儀表中存在的電磁干擾進行了詳細的分析，結合當前實際，提出了幾種比較可行的抗干擾抑制措施，其實，解決自動化儀表系統的抗電磁干擾能力的方式不僅僅這幾種，在進行抗干擾時可以針對具體的作業情況進行靈活的分析與探討。關于自動化儀表的抗電磁干擾研究也將是我們下一步自動化儀表改良的主要方面。只有合理的規避電磁干擾，才能保證儀表數據的準確，實現自動化儀表正常功能的發揮。

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作者簡介：

石洋（1988.04.09），男，江蘇省連云港市人，民族：漢，學歷：本科。