高山

摘要：工业自动化控制系统在中国的工业发展中起到了非常重要作用，随着社会经济在不断地发展，工业化水平也在不断的提高。但就从工业自动化控制系统在工业化发展中的应用以及现状来看，有不少因素都在影响着工业自动化控制系统的正常运作，不仅如此，由于干扰源种类多种多样，抗干扰的工作变得极其复杂，只有将这些问题一一解决，才能够让工业自动化得到更好的发展。然而，想要将这些问题解决，就务必要分析并指出其干扰源，并进一步地制定出能有效的解决措施。

关键词：工业；自动化控制；抗干扰技术

1 自控系统的抗干扰能力下降带来的结果分析

1.1 由于自控系统设备的防过电压能力水平较低，导致雷电天气中，设备产生不同程度的损坏，而且不能保证供电的连续性，致使供电中断，从而影响了系统的正常运行。

1.2 当压力失压情况发生时，UPS等辅助设备就会停止工作，影响自动控制系统的正常运行，而且对于事故的记录数据也会由此丢失。

1.3 电磁干扰对设备运行产生负面影响，最终导致设备误报或节点大面积抖动。

自动化控制系统有着集成电路功率小、运行环境复杂等等特性，严重影响了自动化系统的防过电压能力及抗干扰能力，随着自控系统在这些方面的能力逐渐下降，电力生产的运行也相继出现了各种各样的问题。

2 干扰源分析

2.1 辐射干扰源

辐射源通常是无线电设备、高频感应方案和设备电弧电路，对工业自动化控制系统的干扰造成影响。从理论上讲，没有有效的控制方法来控制辐射对实际生产过程的干扰，要想减少这种情况的影响，通常的做法是切断路径或削弱其传播。实际的措施包括：潜在情况下的机械设备应科学合理地连接到电力线布线，并采取防护隔离措施，通过不同方式发挥综合防护作用。

2.2 传导干扰

（1）电源线引入的干扰

这种干扰主要来自两个方面：1）直接进入供电系统；2）通过供电耦合进入供电系统。控制系统由电网电源供电，电网波动、大功率用电设备启停、交直流传动装置造成谐波、电网短路暂态冲击等通过输电线路传到电源，干扰控制系统。

（2）信号线引入的干扰

载流导体会引起导线周围的磁场，引起相邻的感应电流。如果感应电流足够大，会对检测开关后级的信号接收设备造成信号干扰。外部信号和各种入侵信号线连接控制系统，使控制器逻辑数据发生变化、故障甚至死机。

2.3 来自接地系统混乱的干扰

接地是提高电子设备电磁兼容性（EM C）的重要手段之一。正确地接地，既能抑制电磁干扰的影响，还能有效的抑制设备向外发出干扰；而错误地接地，反而会引入严重的干扰信号，至使自控系统将无法正常的工作。

自控系统的地线包括屏蔽地、系统地和交流地、保护地等等。接地系统混乱对自控系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。

此外，接地线、屏蔽层和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响自控系统内逻辑电路和模拟电路的正常工作。逻辑地电位的分布干扰容易影响自控系统的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。

3 提高自动化控制系统抗干扰能力的对策

3.1 采用信号处理滤波技术

目前，市场上有多种滤波技术产品，例如，晶体滤波器、机械滤波器和其他滤波器等等，结合工业自动化系统的运行要求，在计算机编程过程中采用中惯性滤波、位值滤波等信号处理方式，减少干扰信号，增加信号可信度，各种类型的滤波器对于提高工业自动化系统的抗干扰性有着非常重要的作用。为了进一步提高工业自动化系统的抗干扰性，要积极采用信号处理滤波技术，处理传输信号的特定频率，通过滤波器剔除和过滤干扰信号，减少信号传输线中干扰信号对工业自动化控制系统的干扰。

3.2 选择性能好的电源

在工业化自控系统中，对于电源的选择也要慎重而为之。实际上，若电源选择不当也会对整个自控系统造成相当不利的影响，因此，要对电源的性能方面进行全方面的考虑，然后从中选择一种性能比较高的电源。一方面，在选择了性能优良的电源之后，将供电电源和变送电器分别与自动化控制系统具备的直接电气连接的仪表供电有效地结合起来，使自控系统对于抗干扰的抑制能力有了相当大程度地提高；除此之外，只有保证电源不间断地供电，才能使其满足安全可靠性的要求，从而控制了干扰的产生。

3.3 屏蔽电磁和静电

对于那些频率较高的干扰性磁场，则需要采用可以进行屏蔽的金属电涡流，消耗自动化控制系统受到的干扰量。有效的结合静电屏蔽以及电磁场的屏蔽可以使工业自动化控制系统的抗干扰性得到很大的提高。选择一个用较好的金属材料制造出来的容器，把自动化控制系统需要进行保护的部分放入其中，以便让内部的磁场不影响外部电路的工作，从而来实现静电屏蔽。

3.4 自动化控制系统的管线设计抗干扰技术

在电缆敷设方面，处理选择质量达标的电缆之外，其敷设方法也务必要控制。电缆型号使用较为普遍的是0.75m2的屏蔽双绞线2芯。而在敷设环节，还应保持高度注意力。首先，信号类型不同，其传输电缆也各不相同，因此信号电缆必须根据传输信号的不同种类进行分层次敷设。其次，信号线缆应当远离感性负载，例如，功率偏大的电动机等，且信号线缆应以完整电缆为主要材料，以防止出现接头。再次，电网线缆与信号线缆禁止同时安放与平行敷设，应保持一定的距离。若特殊情况下必将两者放在一起，必须保证距离不能低于60cm，同时安放隔板，并把信号线安放置镀锌的金属管内。最后，数字信号禁止与模拟信号共用多芯电缆，也禁止与电源线同时应用电缆。管线设计主要覆盖范围有通信线路管道、信號线与电源线等等，通常情况下，通信管路应选金属管道作为其主要材质，保持与电源线之间的距离。

3.5 接地系统的设计

自动化控制系统的数据会受现场环境的影响，通常现场环境干扰信号线之后，数据就会出现混乱现象，测量的精准度也会受到影响，往往出现死机或者是误动作的情况，而出现这些问题的原因，大多跟接地系统具有直接的关系。若要实现抗干扰目标，就必须规划接地系统的设计，确保接地的正确性，以此方式抵御电磁干扰，并控制设备自发的发射出干扰。就接地本身而言，工业上主要有三种形式，即信号安全接地、系统接地以及电缆屏蔽接地等等。一旦接地系统出现混乱，各接地点的电位分布会出现混乱情况，就会产生干扰，接地点位置的不同也会产生地电位差，这也会导致地环路形成电流，致使系统无法正常工作。

4 结语

综上所述，随着经济的发展以及根据工业生产的需要，自动化控制系统基本上走进了所有现代化的工业生产中，但是自动化控制系统的运行仍然受到各种因素的影响而受阻，为了解决干扰问题，我们务必要寻找影响自动化控制系统运行的干扰源，并对其抗干扰措施进行分析及研究，使工业生产在专业领域上实现更大的发展和突破。

参考文献

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（作者单位：施耐德电气（中国）有限公司）