工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)探討

楊琳 張冰 李玲鵬

摘 要：伴隨著工業(yè)化發(fā)展的持續(xù)加速，自動化控制系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程當(dāng)中，也暴露出越來越多的問題，這些問題將嚴(yán)重的影響到工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本文主要就常見的輻射、傳導(dǎo)、施工等相關(guān)干擾源展開了詳細(xì)的研究，并結(jié)合本次研究提出了電源隔離、軟件優(yōu)化、管線優(yōu)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(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾能力。

關(guān)鍵詞：工業(yè)；自動化控制系統(tǒng)；抗干擾技術(shù)

工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，對于我國的工業(yè)發(fā)展發(fā)揮出了至關(guān)重要的作用，伴隨著社會整體經(jīng)濟(jì)水平的提升，工業(yè)化的程度也持續(xù)升高。然而就目前工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，在實際運(yùn)行過程當(dāng)中所體現(xiàn)出的現(xiàn)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(guān)的研究工作便具有十分重要的作用與價值，應(yīng)當(dāng)引起人們的重視與思考，據(jù)此下文之中將主要就干擾源進(jìn)行詳細(xì)的分析，并提出了一些具體的抗干擾措施，其具體內(nèi)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(shè)備、高頻感應(yīng)等方案設(shè)備以及電弧電路等，對于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)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(chǎn)過程當(dāng)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(jī)械設(shè)備在采用等電位的情況下予以相連，科學(xué)、合理的布設(shè)電力線路，采取保護(hù)隔離措施，通過不同的方式來起到綜合防護(hù)的效果。

2、傳導(dǎo)干擾源

在傳導(dǎo)性干擾源當(dāng)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(chǎn)生的干擾情況，是在企業(yè)的生產(chǎn)過程當(dāng)中所普遍存在的。此類狀況的干擾源一般是由于供電系統(tǒng)竄入到控制系統(tǒng)，以及供電電源耦合到控制系統(tǒng)。一般工業(yè)自動化控制系統(tǒng)均是通過電力能源進(jìn)行控制的，因此對其產(chǎn)生影響的因素也就較多，例如電網(wǎng)系統(tǒng)的波動、短路等。在輸送過程當(dāng)中所出現(xiàn)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(dāng)中所出現(xiàn)的干擾源，其通常是由于工程項目在進(jìn)行設(shè)計、安裝與調(diào)試過程當(dāng)中，因為設(shè)備的型號與操作情況的差異所產(chǎn)生的。比如，在具體的施工作業(yè)過程當(dāng)中，對于較大功率的設(shè)備進(jìn)行開啟之時，亦或是接地系統(tǒng)較為復(fù)雜而產(chǎn)生的感染。在此種干擾情況當(dāng)中，較為常用抗干擾措施便是對接地系統(tǒng)實行優(yōu)化。

二、抗干擾措施

1、電源隔離

在對于電源線路進(jìn)行設(shè)計之時，尤其是對于那些較為大型的功率設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用之時，要加強(qiáng)對電源隔離的重視程度，并且要在電源線路之中采取恰當(dāng)?shù)目垢蓴_措施。比如針對PLC邏輯控制器，可于其輸入端口當(dāng)中增加分離變壓設(shè)備，并且也可在繞組當(dāng)中增設(shè)屏蔽層，將其設(shè)置于接地位置處，在二次側(cè)向接線當(dāng)中可選用雙絞線法。

2、軟件優(yōu)化

借助于軟件優(yōu)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(dāng)紅極為關(guān)鍵的一項。其實際的操作要求需要在計算機(jī)系統(tǒng)程序之中，選用恰當(dāng)?shù)臄?shù)值分析方法，與各種濾波方法。能夠利用對于信號的數(shù)字化運(yùn)算，達(dá)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(qiáng)效果。

3、管線優(yōu)化

管線優(yōu)化即為針對信號、電源以及通信線路采取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計措施，借助于恰當(dāng)?shù)碾娎|選取以及合理的鋪設(shè)措施，在信號電纜的實際選取當(dāng)中，必須要從整體上把握管線設(shè)計的經(jīng)濟(jì)適用性，以及抗干擾能力等。就當(dāng)前我國工業(yè)自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中，所通行采用的電纜型號，在實際的線路鋪設(shè)的過程當(dāng)中，應(yīng)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(shè)，應(yīng)當(dāng)針對不同的類型與型號特點，從而科學(xué)的選取出適當(dāng)?shù)匿佋O(shè)方式，對于模擬信號與數(shù)字信號在原則上應(yīng)當(dāng)避免，采用同一電纜線路。在信號線電纜的鋪設(shè)過程要嚴(yán)禁出現(xiàn)接頭情況，必須選用完好無損的整體性線纜。在鋪設(shè)位置當(dāng)中必須要同載負(fù)荷功率較大的設(shè)備保持合理的距離，例如大型功率電動機(jī)等設(shè)備。

4、接地系統(tǒng)優(yōu)化

對于接地系統(tǒng)采取科學(xué)的優(yōu)化措施，也是重要的抗干擾措施之一。采取正確適當(dāng)?shù)慕拥卦O(shè)計不但能切實有效的實現(xiàn)對于電磁干擾的抑制，同時也能夠加強(qiáng)設(shè)備自身對于外部環(huán)境，所產(chǎn)生的干擾信號源；反之，若采取錯誤性的接地系統(tǒng)方式，將會導(dǎo)致引進(jìn)更加強(qiáng)烈的干擾信號源，從而造成接地系統(tǒng)癱瘓，不能夠進(jìn)行正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。在對于接地系統(tǒng)采取優(yōu)化措施之時，應(yīng)當(dāng)要將企業(yè)的日常生產(chǎn)接地，同保護(hù)接地予以正確的分離，若一方接地系統(tǒng)出現(xiàn)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(jìn)行元器件的選擇之時，必須要依據(jù)所選用的電子產(chǎn)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?shù)倪^程當(dāng)中采用電流信號來代數(shù)據(jù)信號，借助于雙積分型RC與AD濾波器，能夠?qū)崿F(xiàn)對于高頻干擾信號的有效過濾。如若相應(yīng)的元器件設(shè)備是由膠合線與差動放大器，所構(gòu)成的設(shè)備器材，那么為了促使在信號線路當(dāng)中，提高對干擾源的抑制作用，便應(yīng)當(dāng)將阻抗配置結(jié)合起來，在這之中主要結(jié)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(xiàn)對干擾源的抵抗。

6、加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督

因為在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的實際操作過程當(dāng)中，現(xiàn)場環(huán)境十分復(fù)雜，因此必須要有經(jīng)驗豐富的人員予以現(xiàn)場指導(dǎo)與監(jiān)督。相關(guān)的施工人員必須要依據(jù)設(shè)計要求，來開展具體的施工作業(yè)，對于接地線同強(qiáng)弱點的安全距離，要引起足夠的重視程度。

結(jié)束語

工業(yè)化的快速發(fā)展，極大的促進(jìn)了我國整體經(jīng)濟(jì)水平的整體發(fā)展，并且工業(yè)發(fā)展也將是我國下一個五年規(guī)劃當(dāng)中重要的構(gòu)成部分，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)目前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各行各業(yè)當(dāng)中，獲得了極大的發(fā)展空間，但是在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的實際運(yùn)行過程當(dāng)中，仍然存在有大量的干擾性因素，諸如輻射、傳導(dǎo)、施工等干擾源，為應(yīng)對這些干擾問題，結(jié)合本次研究最終提出了電源隔離、軟件優(yōu)化、管線優(yōu)化、接地系統(tǒng)優(yōu)化、元器件的合理選擇、加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)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(yè)自動化，能夠向著更加良好的方向持續(xù)前進(jìn)與發(fā)展。

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