工業自動化控制系統的抗干擾技術探討

楊琳 張冰 李玲鵬

摘 要：伴隨著工業化發展的持續加速，自動化控制系統在實際應用過程當中，也暴露出越來越多的問題，這些問題將嚴重的影響到工業自動化控制系統的正常運行。本文主要就常見的輻射、傳導、施工等相關干擾源展開了詳細的研究，并結合本次研究提出了電源隔離、軟件優化、管線優化等抗干擾措施。最終希望通過本文的分析研究，能夠切實有效的提升工業自動化控制系統的抗干擾能力。

關鍵詞：工業；自動化控制系統；抗干擾技術

工業自動化控制系統，對于我國的工業發展發揮出了至關重要的作用，伴隨著社會整體經濟水平的提升，工業化的程度也持續升高。然而就目前工業自動化控制系統，在實際運行過程當中所體現出的現狀情況而言，依然存在有許多亟需解決的問題。因此開展相關的研究工作便具有十分重要的作用與價值，應當引起人們的重視與思考，據此下文之中將主要就干擾源進行詳細的分析，并提出了一些具體的抗干擾措施，其具體內容如下。

一、干擾源分析

1、輻射干擾源

輻射性干擾源通常是，射頻設備、高頻感應等方案設備以及電弧電路等，對于工業自動化控制系統所造成的干擾影響。從理論上而言，對其所造成的輻射干擾沒有十分有效的控制手段，在實際生產過程當中，要減少此類情況的影響，通常的做法是切斷或削弱其傳播的路徑。實際的措施包括：將機械設備在采用等電位的情況下予以相連，科學、合理的布設電力線路，采取保護隔離措施，通過不同的方式來起到綜合防護的效果。

2、傳導干擾源

在傳導性干擾源當中，通常包含有電源線與信號線兩類引入干擾。因電源線引入所產生的干擾情況，是在企業的生產過程當中所普遍存在的。此類狀況的干擾源一般是由于供電系統竄入到控制系統，以及供電電源耦合到控制系統。一般工業自動化控制系統均是通過電力能源進行控制的，因此對其產生影響的因素也就較多，例如電網系統的波動、短路等。在輸送過程當中所出現的干擾源，一般可選用鎧裝電纜控制，促使動力與信號電纜隔離。

3、施工干擾源

在施工過程當中所出現的干擾源，其通常是由于工程項目在進行設計、安裝與調試過程當中，因為設備的型號與操作情況的差異所產生的。比如，在具體的施工作業過程當中，對于較大功率的設備進行開啟之時，亦或是接地系統較為復雜而產生的感染。在此種干擾情況當中，較為常用抗干擾措施便是對接地系統實行優化。

二、抗干擾措施

1、電源隔離

在對于電源線路進行設計之時，尤其是對于那些較為大型的功率設備進行應用之時，要加強對電源隔離的重視程度，并且要在電源線路之中采取恰當的抗干擾措施。比如針對PLC邏輯控制器，可于其輸入端口當中增加分離變壓設備，并且也可在繞組當中增設屏蔽層，將其設置于接地位置處，在二次側向接線當中可選用雙絞線法。

2、軟件優化

借助于軟件優化的手段，能夠顯著的降低干擾源的影響，是眾多抗干擾措施當紅極為關鍵的一項。其實際的操作要求需要在計算機系統程序之中，選用恰當的數值分析方法，與各種濾波方法。能夠利用對于信號的數字化運算，達到減小干擾源影響的目的，并對于輸入信號也具有明顯的增強效果。

3、管線優化

管線優化即為針對信號、電源以及通信線路采取適當的設計措施，借助于恰當的電纜選取以及合理的鋪設措施，在信號電纜的實際選取當中，必須要從整體上把握管線設計的經濟適用性，以及抗干擾能力等。就當前我國工業自動化控制系統當中，所通行采用的電纜型號，在實際的線路鋪設的過程當中，應針對差異化的信號類型采取針對性的電纜傳輸方式，對于信號電纜的鋪設，應當針對不同的類型與型號特點，從而科學的選取出適當的鋪設方式，對于模擬信號與數字信號在原則上應當避免，采用同一電纜線路。在信號線電纜的鋪設過程要嚴禁出現接頭情況，必須選用完好無損的整體性線纜。在鋪設位置當中必須要同載負荷功率較大的設備保持合理的距離，例如大型功率電動機等設備。

4、接地系統優化

對于接地系統采取科學的優化措施，也是重要的抗干擾措施之一。采取正確適當的接地設計不但能切實有效的實現對于電磁干擾的抑制，同時也能夠加強設備自身對于外部環境，所產生的干擾信號源；反之，若采取錯誤性的接地系統方式，將會導致引進更加強烈的干擾信號源，從而造成接地系統癱瘓，不能夠進行正常的運轉。在對于接地系統采取優化措施之時，應當要將企業的日常生產接地，同保護接地予以正確的分離，若一方接地系統出現故障，則能夠使得另一方免受損失。

5、元器件的合理選擇

在進行元器件的選擇之時，必須要依據所選用的電子產品，其本身的特性來選取。為了更好縮減的因元器件所造成的干擾情況，便能夠在傳輸的過程當中采用電流信號來代數據信號，借助于雙積分型RC與AD濾波器，能夠實現對于高頻干擾信號的有效過濾。如若相應的元器件設備是由膠合線與差動放大器，所構成的設備器材，那么為了促使在信號線路當中，提高對干擾源的抑制作用，便應當將阻抗配置結合起來，在這之中主要結合了屏蔽地線、單邊接地與光電隔離等，從而能夠有效的實現對干擾源的抵抗。

6、加強現場監督

因為在工業自動化控制系統的實際操作過程當中，現場環境十分復雜，因此必須要有經驗豐富的人員予以現場指導與監督。相關的施工人員必須要依據設計要求，來開展具體的施工作業，對于接地線同強弱點的安全距離，要引起足夠的重視程度。

結束語

工業化的快速發展，極大的促進了我國整體經濟水平的整體發展，并且工業發展也將是我國下一個五年規劃當中重要的構成部分，工業自動化控制系統目前已經被廣泛的應用于工業生產的各行各業當中，獲得了極大的發展空間，但是在工業自動化控制系統的實際運行過程當中，仍然存在有大量的干擾性因素，諸如輻射、傳導、施工等干擾源，為應對這些干擾問題，結合本次研究最終提出了電源隔離、軟件優化、管線優化、接地系統優化、元器件的合理選擇、加強現場監督等抗干擾措施。希望借助與本次研究能夠促使我國的工業自動化，能夠向著更加良好的方向持續前進與發展。

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