浅析工业自动化系统抗干扰技术

高波

摘要：由于如今社会的飞速发展，时代的快速变换，为了赶上时代的潮流，一直沉默的工业发展技术也推出了新的技术，工业自动化控制技术，正如名字一样，是一个完全自动化的控制技术，它可以让工业飞速发展，解放劳动力，提高效率。不过，就算是完全自动化可在实际操作中还是会有一些问题暴露出来，比如受到一些因素的影响，严重的会完全影响了工业自动化控制技术系统得稳定性，导致工作进行不下去，甚至出现各种问题。因此，针对这些有可能出现的情况，应该及时想出解决的方法，例如积极采取有效的抗干扰技术，最大程度的降低或者消除各种感染源，使得工业自动化控制技术系统能够继续有效的进行工作。下面分析了工业自动化控制技术系统有可能遇到的干扰情况，表明了一些有效的抗干扰技术：

关键词：自动化控制系统；抗干扰技术

前言

近年来，随着我国国民经济的飞速发展，各行各业也不断的更新发展，尤其最为显著得便是工业发展了，工业自动化控制技术是新兴的发展技术，作为一个自动化的工业技术，应不断的提高自己的性能属性。可是工业自动化控制技术系统却总是因为各种各样的干扰源对于工业自动化控制技术系统的稳定和正常运行都造成了严重的影响，因此，如果想要使得工业自动化控制技术系统的正常运行，就必须找到干扰因素，并且解决这些问题。寻找干扰因素容易，解决也不是很难，只需要充分了解工业自动化控制技术系统所受到的干扰情况，有针对性的进行处理，一个一个的突破。只要找到干扰因素，知道了问题所在，解决起来就比较容易了，只有解决了这些问题，工业自动化控制技术系统就能为工业发展提供很大的力量，使其可以进一步的发展，也提高了工业自动化控制技术系统的稳定性。

1工业自动化控制系统的干扰分析

1.1传导干扰

（1）信号线引入干扰。电流通过信号线过程中产生感应磁场，相邻信号线受到感应磁场影响会产生一定的感应电流，随着感应电流的增大，和检测开关相连接的接收设备会受到干扰影响，由于信号线中电流持续流过，会影响和信号线相连接的自动化控制系统正常运行，使得控制器逻辑数据不稳定，甚至发生死机或者错误动作。（2）设计施工干扰。工业自动化控制系统在施工设计阶段，由于操作、设备型号、调试、安装、工程技术设计等因素，安装设计过程中，接地系统混乱或者控制器、高频发生器或者开关高功率设備之间的距离较短，造成工业自动化控制系统设计施工干扰。（3）电源线干扰。工业现场的电源线干扰非常常见，其主要来自两个方面，一方面是工业自动化控制系统受到供电电源耦合影响；另一方面，干扰信号通过供电电源系统进入自动化控制系统。工业自动化控制系统主要通过电网电源供电，其运行过程中经常受到很多因素的干扰和影响，例如，电网短路暂态冲击、大功率用电设备停止或者开启、电网波动等都会影响工业自动化控制系统的正常运行。

1.2辐射干扰

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，在实际应用中没有很好的方法进行消除，而可以通过减弱或者直接切断电磁干扰传播途径，采用装设防雷设备、合理布置线路、保护隔离、等位机屏蔽或者联机等措施，保障工业自动化控制系统的安全运行。

2工业自动化控制系统的抗干扰技术

2.1软件设计

工业自动化控制系统设计过程中，采用惯性滤波、限幅滤波、中位值滤波、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：其一，对于不同信号，敷设不同电缆线路，结合传输信号类型，分层敷设电缆线路；其二，不能使用同一根多芯电缆同时传输数字信号和模拟信号，电缆和电源线不能共用；其三，不能在同一个线槽中放置电源线缆和信号线缆，避免平行、近距离的进行敷设施工，若电源线缆和信号线缆必须放置在一起，两种线缆应保持60cm以上的距离；其四，大功率电动机应和信号线缆保持适当的距离。

2.3电源设计

若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

工业生产现场环境变化会干扰信号线，发生误动作、测量精度下降、死机、程序跑飞、系统数据混乱等现象，这主要是由于接地系统设置不合理，对于工业自动化控制系统应做好接地设计，通过正确、合理的接地设计，有效抑制工业自动化控制系统受到电磁干扰影响，在实际应用中包括信号屏蔽接地、系统接地和安全接地。工业自动化控制系统接地设计过程中，严格区分保护接地和工作接地，保护接地电阻不能超过2欧姆，强电设备接地点和接地极接地点之间保持10m以上的距离，埋设在工业生产现场建筑物周围10m的区域。信号源接地设计，在信号侧接地设置屏蔽层，若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

结合不同电子设备的特性，选择合适的器件，例如，通过设置RC、AD双积分滤波器，使电流信号和电压信号转换传输过程中消除高频干扰，有效减少差模干扰。采用双绞线和差动输入器，做好单边接地、屏蔽地线和光电隔离，消除共模干扰。

结束语

综上所述，工业自动化控制技术系统得稳定性对工业发展有着至关重要的作用，因此，对于工业自动化控制技术系统可能出现的任何问题都应该予以重视，发现问题应该及时想到解决的办法。正如如今工业自动化控制技术系统面对的就是各种各样的干扰因素，而想要解决这一问题就要做到抑制干扰因素，但是抑制干扰因素是件及其复杂的事情，需要考虑各个方面的因素，因此，需要企业在施工过程中就监督好各个过程。在施工的时候结合自动化控制技术系统的规格和型号，做好全方位的防护，防止干扰因素的出现，并且做好各方面抗干扰的设计，尽量降低干扰因素和消除一些不必要的问题出现。防护措施做得好，才能有效的保证工业自动化控制技术系统的正常运行，提高工业自动化控制技术系统的安全性和可靠性。

（作者单位：哈尔滨天达控制股份有限公司）