伍宇華

【摘要】 工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)為工業(yè)的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。但工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)受到各種各樣的干擾，這些干擾會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。只有弄清楚工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的干擾來(lái)源及常見(jiàn)干擾源，才能制定出相對(duì)應(yīng)的抗干擾措施。本文試從軟件設(shè)計(jì)、改進(jìn)接地系統(tǒng)和合理選擇零部件等三個(gè)方面來(lái)探討工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾。

【關(guān)鍵詞】 工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng) 干擾 抗干擾

鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中安裝了許多控制設(shè)備，包括PLC、DCS、IPC和各種各樣的傳感器設(shè)備。許多自動(dòng)化水平的提高，越來(lái)越多的控制設(shè)備接入工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。但這些龐大復(fù)雜的控制設(shè)備產(chǎn)生了各種各樣的電磁，形成干擾，容易使工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)失控。如何找到各種干擾來(lái)源及常見(jiàn)干擾源，制定相對(duì)應(yīng)的抗干擾措施，提高工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是每個(gè)自動(dòng)化工程師的責(zé)任和義務(wù)。

一、干擾來(lái)源及常見(jiàn)干擾源

1.1干擾來(lái)源

干擾變量的根源通常來(lái)自傳輸電磁能量的各種裝置。但干擾源存在的部位不統(tǒng)一，干擾源的靈敏性也不一樣。有些干擾變量非常容易與傳感設(shè)備產(chǎn)生耦合，產(chǎn)生電磁活動(dòng)，一定程度上影響傳感設(shè)備。只有認(rèn)清不同類型的耦合方式，才能應(yīng)用各種干擾。一般說(shuō)來(lái)，耦合包括電流耦合、電磁場(chǎng)耦合、電容耦合和電感耦合。

1.2常見(jiàn)干擾源

常見(jiàn)干擾源的種類繁多，分類標(biāo)準(zhǔn)也比較復(fù)雜，但通常認(rèn)為常見(jiàn)干擾源包括輻射干擾、傳導(dǎo)干擾和設(shè)計(jì)施工干擾。這些干擾都是因?yàn)樽冾l器或電流較大引起的。

（1）輻射干擾

輻射干擾主要由電路、高頻感應(yīng)設(shè)備等產(chǎn)生。輻射干擾無(wú)法避免，通常采用消除電磁感應(yīng)來(lái)減少空間輻射。通過(guò)諸如優(yōu)化電路，消除高頻感應(yīng)設(shè)備的電流等措施來(lái)降低輻射。

（2）傳導(dǎo)干擾

傳導(dǎo)干擾通常由電源線或信號(hào)線干擾引起，許多工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的用電設(shè)備部件引起電磁感應(yīng)，干擾工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。當(dāng)然也信號(hào)線也時(shí)常產(chǎn)生電磁感應(yīng)，導(dǎo)致導(dǎo)線產(chǎn)生瞬間電流，影響線路，甚至造成控制系統(tǒng)死機(jī)。通常采用絕緣電纜或屏蔽接地等措施來(lái)降低干擾。

（3）設(shè)計(jì)施工干擾

某些工工程設(shè)計(jì)與施工或安裝也會(huì)造成干擾。例如接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理或高頻發(fā)生器控制器設(shè)計(jì)不合理都會(huì)引起系統(tǒng)混亂，進(jìn)一步產(chǎn)生干擾。通常采用優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高技術(shù)含量來(lái)避免設(shè)計(jì)施工干擾。

二、工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾措施

2.1利用計(jì)算機(jī)軟件降低干擾信號(hào)強(qiáng)度

工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的各種干擾都是因?yàn)檩椛?、傳?dǎo)、通信信號(hào)等各方面的原因。這些干擾影響了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，即然是計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，就可以通過(guò)編程來(lái)分析各種輻射波，進(jìn)一步過(guò)濾和分析這些輻射波，甚至進(jìn)行數(shù)字化處理，有效的降低干擾信號(hào)的強(qiáng)度，提高工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾能力。

2.2合理設(shè)計(jì)接地系統(tǒng)抵制電磁干擾

接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理也會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，這種干擾不及時(shí)處理，會(huì)引入更加強(qiáng)烈的干擾信號(hào)。自動(dòng)化工程師應(yīng)很據(jù)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)什，比如，通過(guò)電氣保護(hù)接地或信號(hào)回路接地等等，保證工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的電磁干擾減弱，進(jìn)一步提高工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性。

2.3合理選用控制系統(tǒng)零部件削除調(diào)頻干擾

大量零部件設(shè)備對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的干擾也是不可小噓的。這些零部件設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量的干擾信號(hào)，影響自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。自動(dòng)化工程師應(yīng)該合理選用零部件消除調(diào)頻干擾。例如可以使用雙積分型的RC濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)消除高頻干擾，使用雙差分輸入型交絞合線及差動(dòng)放大器消除共模的干擾。必要時(shí)可以結(jié)合阻抗的匹配形式、采取單邊接地、屏蔽接地、光電隔離等措施來(lái)有效的提升工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

2.4合理設(shè)計(jì)敷設(shè)線路避免信號(hào)干擾

敷設(shè)線路設(shè)什不合理而造成信號(hào)線、通信線、信號(hào)線等方面的信號(hào)干擾也是工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的一部分，這部分干擾會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，必須對(duì)敷設(shè)線路進(jìn)行優(yōu)化，提高敷設(shè)線路的抗干擾性能。目前大部分的的敷設(shè)線路仍然采用普通標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的電纜線路，這非常不利于電磁信號(hào)的抗干擾。關(guān)鍵時(shí)，應(yīng)該根據(jù)工業(yè)自動(dòng)化控制票統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行相應(yīng)的敷設(shè)。敷設(shè)線路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意敷設(shè)信號(hào)類型的不同，選擇不同線路進(jìn)行敷設(shè)、尤其是模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)不能同用一根電纜，避免產(chǎn)生信號(hào)干擾的現(xiàn)象。

三、總結(jié)

總之，工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速發(fā)展刺激了我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提升了工業(yè)生產(chǎn)效率。但各種零部件及電磁信號(hào)干擾帶給工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)極大的負(fù)面影響。只有認(rèn)真尋找常見(jiàn)干擾源，采用積極主動(dòng)的抗干擾措施，才能真正發(fā)揮工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的真正作用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 肖林茂.工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)的研究[J].中國(guó)科技博覽，2013（22）：3-3.

[2] 殷盛.解析抗干擾技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)[J].科技風(fēng)，2015（5）：9.