摘要:自动化系统是在机电功能、信息采集功能和控制功能上引进的人机控制技术,并将机电设备与采集处理设备用相关软件有机结合而构成的系统。自动化系统投入工业应用环境运行时,系统总会受到电网、空间与周围环境干扰。
关键词:自动化系统;干扰问题;发展;工业控制
前言:
工业控制自动化技术是20世纪现代制造领域中最重要的技术之一,该技术在众多的领域中都已经得到了应用,随着科技的进步,该技术也在不断的完善与进步。工业控制自动化技术主要是解决生产效率与一致性问题,这也是其获得广泛应用的一个重要原因。工业控制自动化技术从某种意义上来说是一种综合运用控制理论以及其他信息技术,以此为基础来解决生产效率与一致性问题的一种技术。从实践观察中可以知道,工业控制自动化技术对企业生产过程有明显的提升作用。
1.干扰的定义及分类
1.1 静电干扰,静电干扰实际上是电场通过电容器或分布电容耦合 到受扰装置而形成的干扰,例如:流过较大电流的动力线周围存在着较强的电场,这个电场可以通过该动力线和周围的电路之间存在的分布电容向其周围的电路施加干扰,而且电场强度越大,受扰电路与该动力线距离越近,以及它们之间平行走线的距离越长,这种由动力线
施加在受扰电路中的静电干扰越强。
1.2 磁场耦合干扰,它是一种感受式干扰,主要是由靠近电子装置的流过较强电流的线路周围的变化电磁场对电子装置回路耦合所形成的干扰,如:动力线、变压器、交流电动机、交流接触器、电磁铁等产生磁场的器件周围都存在着较强的交变电磁场,这种交变电磁场会使其附近的电子线路产生感生电动势和感生电流,从而形成干扰。
1.3 电磁辐射干扰,由空间电磁波被电子装置接收而形成的干扰称 电磁辐射干扰,例如:高频感应加热炉和可控硅中频炉及各种有触点电器所产生的电火花、电弧都会产生辐射电磁波,当它们附近的电子装置所接收到的电磁波达到一定强度时,就可能形成电磁辐射干扰。
1.4 共阻抗干扰,由于电子控制装置中各个电子回路间的公共导线存在着电阻和电感,当一个回路的电流流过这段公共导线时,会在导线上产生电压降,这一阻抗压降耦合到其它电子回路中就形成了共阻抗干扰。
1.5 漏电耦合干扰,该干扰是指由于控制装置内部与内部或内部与外部本不应该有电气联系的部分之间的电气绝缘性能下降而造成各部分之间有漏电流而形成的干扰,例如:工作在空气湿度较大场合下的控制装置,由于装置内部器件工作时的发热可能会在器件上凝结露水,这样便造成器件内部与外部各线之间的绝缘电阻下降而产生漏电耦合干扰,漏电耦台干扰一般发生在工作环境恶劣的条件下。
2.干扰及其解决的措施
2.1 解决场干扰的主要方法是良好的屏蔽和正确的接地。消除静电干扰最简单的方法是把感应体接地,接地时要防止形成接地环路。防止电磁场干扰,可采用带屏蔽层的信号线,并将屏蔽层单端接地。不要把导线的屏蔽层当作信号线或公用线来使用。在布线方面,不要在电源电路和检测、控制电路之间使用公用线,也不要在模拟电路和数字脉冲 电路之间使用公用线,以免互相串扰。
2.2 增加软件抗干扰技术,使微机硬件系统良好接地,远离干扰场,对强场干扰做好屏蔽。保护系统的程序及固化常数不会因干扰的侵入而变化。RAM区中的重要数据在干扰侵入后可重新建立,并且系统重新运行时不会出现不允许的数据。PLC间的数据交换及传输采用CRC校验。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设置WATCHDOG功能,由硬件配合,监视软件的运行情况,遇到故障进行相应的处理。设置软件陷阱,当程序指针失控而使程序进入非程序空间时,在该空间中设置拦截指令,使程序进入陷阱,然后强迫其转入初始状态。采用自动化系统冗余设计方案。
3.工业控制自动化技术正在向现场总线(FCS)方向发展
由于3C(Computer、Control、Communication)技术的发展,过程控制系统将由DCS发展到FCS(Fieldbus Control System)。基于现场总线的 FCS又是全分散、全数字化、全开放和可视化相互合作的新一代生产 过程自动化系统,它将取代现场一对一的4~20m A模拟信号线。根 据IEC61158的定义。现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线使测控设备具备了数字计算和数字通信能力,提高了信号的测量、传输和控制精度,提高了系统与设备的功能、性能。
4.工业控制网络将向有线和无线相结合方向发展
有线局域网的产生和发展已经经历了一个非常漫长的时期。在这个漫长的发展以及不断变革的过程中。有线局域网表现出来很多特点。这些特点中非常突出的就是:广泛适用性和技术价格方面优势,正是这些优势使得其在专业领域获了成功然而在实际观察中我们可以知道,在许多工业现场以及一些工业环境都有着严格的使用规范。大多数情况下这些规范包括禁止使用电缆或很难使用电缆,因此从某种程度上来说有线局域网很难发挥作用,正是在这样的背景下无线局域网技术到了发展和应用,并且成为现代工业控制中的一个主要环节其将在 工业控制网络中发挥越来越大作用。
无线局域网技术有着得天独厚的优势,主要表现为可以非常便捷 以无线方式连接网络设备,正是由于这种优势人们可随时随意访问 网络资源而不受时间、空间的限制,在这样的条件下大大提高了人们工作的效率,这也使得其成为现代数据通信系统发展重要方向。
无线局域网的组接以及使用都是非常便利的不需要什么太特别的设备。该网络的租借可以在普通局域网基础上来实现,而在实现这种网络租借的方式中以无线网卡使用最为普遍,从调查的数据来看,大多数企业都是用这种方式来实现工业自动化控制。我们知道工业 自动化领域,有成千上万感应器,读卡器等设备,这些设备需要互相连接形成一个控制网络,从观察的情况来看这些设备提供通信接口是 RS-232或RS-485,一般都是这两种型号,其它的型号比较少见。在工业控制自动化技术中无线局域网设备使用的转换器主要是一种被称作是隔离型信号转换器的设备,这种设备在 实际运行中表现出来很 大的优势,将工业设备RS-232串口信号与无线局域网及以太网络信 号相互转换,支持标准TCP/IP网络通信协议,从而在提高整体效率的基础上有效扩展了工业设备联网通信能力。
结束语:
工业控制自动化技术系统本身并不直接创造效益,但是其在提升企业总体实力,促进企业发展的过程中发挥 了不可替代的作用。着重了解工业控制自动化技术的未来发展趋势,总之,工业控制自动化系统近年来得到了越来越广泛的应用。
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论文作者:赵楚雄
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/14
标签:干扰论文; 工业控制论文; 技术论文; 装置论文; 设备论文; 自动化系统论文; 电路论文; 《基层建设》2017年第34期论文;