济南市 250014
摘要：工业自动化控制系统对于我国工业产业的发展有着重要的影响，当前，工业化程度正随着社会经济的发展在不断提升。不过从当前的工业产业发展现状可以看到，工业自动化控制系统仍然受到不少因素的影响而无法全面发挥其作用，而且，因为干扰因素的种类多样，来源复杂，也进一步提升了抗干扰工作的困难度和复杂程度。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。本文将通过分析工业自动化控制系统的干扰因素，来阐述抗干扰技术对于工业自动化控制系统的重要性。
关键词：工业自动化控制；抗干扰技术；研究
为了更好的对电力系统进行管理和控制，确保电力系统能顺利、有序的运行，及时掌握电力系统的运行情况并对其进行分类，获取系统运行的各种正确的状态和信息，对系统的运行状态有着全面的了解和认识并能及时处理和解决出现的各种问题，工业自动化控制就显得必不可少。
1工业自动化控制系统受到影响的主要干扰因素
干扰源的产生通常是由于自动化系统中的运行设备受到干扰，当工业自动化控制系统采取信号时，除去一部分有用的信号之外，其中一些没有有用信息的信号便会对系统的正常运作和工作产生干扰。而这其中占有重要比例的两种干扰源一个是来自内部的感染，一个是来自外部的干扰。假设干扰源对工业自动化控制装置产生了一定的作用和影响，便会引发许多问题，比如自动化装频率升高、幅度增大，使自动化控制系统的运行和工作受到巨大的影响。
1.1传导型干扰
1.1.1以电源线的方式进行干扰
这是当前工程施工现状较为普遍的一种干扰方式，主要由两种来源途径，其一是经过供电系统直接进入控制系统中；其二是经过供电系统的耦合进入控制系统。通常情况下，工业自动化控制系统使用的电源都是由电网供应的，所以在进行电源的传输过程中，可能由于电网的功率波动、用电设备的开关以及电网的短路等原因都不可避免的会对控制系统产生干扰。如果在传输过程中发生干扰，可以利用铠装电缆来使动力电缆和信号电缆分离，达到控制干扰的目的。如果是变频器造成的干扰，则可以安装变压器，同时要注意在安装时和电网开关保持一定的距离，电线的走向尽量避免和其他电线混淆。
1.1.2以信号线的方式进行干扰
当一根电线接通电源时，便会出现感应磁场。这个磁场能和周围的导线互相感应形成电流，当电流临近到某个数值时，便会在检测开关进行信号传送接收时造成一定的干扰。电线在接通电源后总是保持有电流传送，因此在和工业自动化控制系统进行连接时就容易通过传输电线受到来自外界的影响，最终可能会对控制系统及设备的信息和数据造成不良干扰，严重的可能导致系统信息错误、计算机死机。为此，目前选择具有屏蔽性能的电线是降低干扰的最普遍的做法。
1.2辐射型干扰
一些具有高频感应的相关设备、电弧电路、雷电都能对工业自动化控制系统造成影响和干扰，当前没有具体的手段能彻底阻断这类干扰源对工业自动化控制系统的影响，为了使这类干扰的影响降到最低，一般是采用将电磁辐射的传播路径进行减弱或切断的方法。比如，通过使用等电位的设备、设置避雷装备以及规划合理的电路等办法，来尽量避免工业自动化控制系统受到这类辐射的干扰。
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2工业自动化控制系统相应的抗干扰技术
2.1充分利用接地系统
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。
2.2选择合适的电子器件
器件的选择和使用，必须依据工业自动化控制系统的基本特点和情况。同时还可以选择适当的电流信号来达到降低干扰源影响的目的，比如使用双积分式AD转换器和滤波器来抑制高频段的信息电流干扰。如果设备主要是以双差分型的绞和线和放大器来运行的话，就必须匹配相同功率的阻抗，来使电线电缆的干扰抑制性能获得一定范围内的增加。
2.3确保施工工作顺利进行
工业自动化控制系统在实际的工程项目施工过程中，对于系统的操作和基础设施都有着较高的要求，而由于施工现场环境的复杂性和不确定性，由具有专业技能和丰富经验的工作管理人员来进行项目的管理和监督就显得十分必要。在施工过程中，必须依照相关要求和条件来完成工作。施工完成后，要做到有序、有条理的完成现场检测。
2.4对电源及线路进行隔离
在进行一些通常要以大功率运行的电源和变频器设计时，要以在电源及电源线路上实现抗干扰为目的，以此来达到自动化控制系统能够有序运行。比如在进行PLC类型的电源设计时，加装隔离变压器、接地的屏蔽层都能有效减小及切断外部的干扰源。
2.5利用软件设计方式实现抗干扰
工业自动化控制系统在正常运行的过程中,在受到辐射、传导、通信信号等方面的影响,会造成工业自动化控制系统运行过程中出现干扰的现象,对系统的正常运行带来一定的影响,因此,必须做好相关的抗干扰技术措施。可以通过利用软件设计的方式来实现系统的抗干扰作用,软件设计一般都是在计算机环境下进行的,可以通过对各个程序的设计进行过滤和分析,利用滤波法来对软件设计的各项参数值进行分析和过滤,实现信号的数字化处理,从而有效的降低干扰信号的强度,提升工业自动化控制系统运行的抗干扰能力。
2.6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。
3结语
综上所述,随着社会经济的不断发展,工业自动化技术的发展也极为迅速,尤其是在近些年对控制系统的完善也在不断的展开,更有利于工业自动化控制系统运行效率的提升。但是,在近些年来工业自动化控制系统运行过程中却存在信号干扰的现象,对系统的正常运行带来极大的影响,如何对工业自动化控制系统采取抗干扰措施也成为工业发展的重点工作。通过本文对工业自动化控制系统的抗干扰技术分析,作者结合自身多年的工作经验,以及自身对工业自动化控制系统的了解,主要从利用软件设计方式、对接地系统的合理设计、合理选用控制系统零部件设备、敷设线路设计的抗干扰方式等几方面内容展开分析,希望通过本文的分析,进而促进工业自动化控制系统的良好发展。
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论文作者:陈庆江
论文发表刊物:《防护工程》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/20
标签：控制系统论文; 干扰论文; 工业自动化论文; 抗干扰论文; 信号论文; 系统论文; 电源论文; 《防护工程》2017年第20期论文;