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摘要：本文主要分析了工业自动化控制系统的主要干扰源，并详细介绍了工业自动化控制系统的抗干扰具体措施，以期能为相关人士带来参考建议。
关键词：工业发展；自动化控制系统；抗干扰技术；分析
工业自动化控制系统在我国的工业发展中起到了重要作用，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，只有将这些影响因素一一解决，才能让工业自动化得到更好的发展。然而，想要将这些问题解决，就必须分析并指出其干扰源，并进一步地制定出能有效解决问题的相应措施。
1 工业自动化控制系统主要的干扰源分析
根据不同的分类方法，能够将干扰源进行划分，包括技术性干扰源、宽频干扰源、窄频干扰源、辐射性干扰源、导体性干扰源、连续性干扰源等等。在此对一些主要的常见的干扰源进行详尽的分析。
1.1 辐射干扰源
辐射干扰是指射频设备、雷电以及高频感应的相关设备还有电弧电路等等对工业自动化控制系统所产生的干扰。就此类干扰源来说，并没有办法可以对其进行抑制，为了减少其影响，主要是通过切断或者是减弱电磁干扰传播的途径。具体的措施如：使用等电位的联机、屏蔽、保护隔离以及合理分布线路和装设防雷装置等等，通过这些措施实现全方位防雷保护措施。
1.2 传导干扰源
传导干扰主要有两种，由电源线引入的干扰和由信号线引入的干扰。
1.2.1 通过电源线引入的干扰
通过电源线引入的干扰是工业现场较为常见的一种。这类干扰主要是有两个方面的来源，一是直接通过供电电源系统窜入控制系统中，二是通过供电电源的耦合而进入控制系统。由于常见的控制系统是由电网的电源进行供电的，许多因素会对控制系统造成影响和干扰，例如电网的波动、大功率用电设备的开启或停止、电网短路的暂态冲击等等都会通过输电电源线路传送，对控制系统带来一定的影响。对在输送的过程中产生的干扰来说，可以使用铠装电缆对其进行抑制，并将动力电缆与信号电缆进行分离。对变频器产生的干扰来说，通常是对变频器加装一个隔离变压器、并保证安装的位置能够尽量的和检测开关保持距离，其走线应尽量使用钢管单独的穿并将变频器单独安装到铁皮箱内，使其对外部屏蔽等等。
1.2.2 通过信号线引入的干扰
当一根导线中有电流流过，在其周围会产生一个感应磁场，感应磁场能够引起其相邻的导线产生感应电流，若这个感应电流增大到一定的值时，就会对检测开关后级接收信号的设备产生干扰和影响。由于线路中总是有电流流过的，所以和控制系统相连接的各种信号线中都会受到外部信号对其的干扰，从而导致控制器的逻辑数据发生变化、错误动作或是死机。最常用的抑制信号线引入的干扰信号的方法就是选用屏蔽电缆，并可以把数条信号线上的屏蔽层编程辫子状并接地。
1.3 设计施工中产生的干扰源
在设计施工过程中所产生的干扰主要是在工程技术的设计、安装以及调试和设备的型号、操作等等因素所造成的，例如，在实际的操作中，开关高功率设备或是高频发生器以及控制器之间的空间距离不够，或是接地的系统较为混乱造成的干扰。对于这一类干扰，主要的抑制措施是设计出合理的接地系统。
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2 相应的抗干扰措施
为了实现控制系统能够在工业电磁的环境中减少或是避免内部外部的电磁信号干扰，必须能够在进行设计和施工的过程中采取合理有效的抗干扰措施。在抗干扰措施实施的过程中应当遵循抑制干扰源、能够切断或是减弱电磁干扰传播的途径等原则。
2.1 电源隔离及电源线路的抗干扰
在电源的设计中，特别是在应用一些大功率期间以及变频器的场合中，应该重视对电源的隔离以及在电源线路上实施合理的抗干扰措施。例如对于PLC逻辑控制器的电源，可以在其输入端加装隔离变压器，可以在其初级绕组以及次级绕组分别加装屏蔽层，屏蔽层可以靠接地，二次侧接线可以采用双绞线等等方法。
2.2 软件设计方式抗干扰
通过软件设计的方式来减少干扰是抗干扰措施中十分重要的一项。具体操作是在计算机相关程序中，合理应用中位值滤波法以及惯性滤波法、平均值滤波法还有限幅平均的滤波法等等方法。通过对信号进行数字化处理，实现降低干扰信号强度的目的，能够有效的对输入信号的可靠性有一定的提升。
2.3 管线设计方式抗干扰
管线设计即指合理的设计信号线、电源线以及通信线路管道，选择适当的电缆并正确的进行敷设，在选用信号电缆的过程中，也应充分考虑实用性、经济性等以及抗干扰性。就目前来说，普遍使用标准型号的电缆。在进行敷设信号时，应当注意类别不同的信号应有不同的电缆进行传输，信号电缆应当按照其传输的信号类型的不同来进行分层的敷设，模拟信号与数字信号不能共用同一根电缆。信号线的电缆杜绝接头的现象发生，要用完整的电缆。信号线电缆应当远离感性负载例如大功率的电动机等等。
2.4 合理设计接地系统
合理的设计接地系统是抗干扰的一个有效措施。正确合理的接地设计不仅能够抑制电磁干扰，也能够抑制设备对外发出干扰信号；然而，错误的接地系统设计能够引入较强的干扰信号，导致系统无法正常运作。在对接地系统进行设计时，应该严格地将工作接地和保护接地两者区分开来。
2.5 合理选择器件
在对期间进行选择时，应当根据所选的电子产品所具有的基本特性来进行选择。为了降低茶末干扰，可以在传输过程中使用电流信号来替换电脑呀信号，利用双积分型的RC以及AD滤波器来消除高频的干扰。若设备是以双差分的输入型的绞合线以及差动放大器来作为主要器材，为了能够使信号线路上的共模抑制比得到一定程度的提升，那么应该结合阻抗匹配，其中包含了屏蔽地线、单边接地以及光电隔离等等措施，这样就可以消除共模干扰。
2.6 保障施工现场的工作顺利开展
由于在施工现场对工业自动化控制系统进行实际的操作和施工过程中，现场的条件是较为复杂的，在施工过程中必须由经验丰富的工作人员进行现场的指挥以及监督。施工人员必须能够按照设计中提出的要求进行施工，应当重视接地线以及强点弱点之间的安全距离。在施工完毕以后，必须有条理，按步骤进行现场测试等。
3 结语
工业的发展推动了国家经济以及社会的发展，是未来发展规划中重要的组成部分，工业自动化控制系统在目前得到了广泛的应用，取得了较大的发展，然而，在其运作的过程中依然存在着许多的干扰因素。应当对工业自动化进程中的抗干扰措施加以重视，应当在电源、软件、管线等方面的设计上加强完善，选择合适的器件、重视现场施工中的工作质量，促进工业自动化朝着更好的方向不断发展和前进。
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论文作者:李文斌
论文发表刊物:《基层建设》2015年18期
论文发表时间:2015/11/6
标签：干扰论文; 抗干扰论文; 控制系统论文; 信号论文; 工业自动化论文; 措施论文; 电缆论文; 《基层建设》2015年18期论文;