浅析工业自动化控制系统的抗干扰措施

□伍宇华 新余钢铁集团公司自动化部

【摘要】 工业自动化控制系统为工业的发展作出了巨大的贡献。但工业自动化控制系统运行过程中经常会受到各种各样的干扰，这些干扰会影响系统的正常运行。只有弄清楚工业自动化控制系统的干扰来源及常见干扰源，才能制定出相对应的抗干扰措施。本文试从软件设计、改进接地系统和合理选择零部件等三个方面来探讨工业自动化控制系统的抗干扰。

【关键词】 工业自动化控制系统 干扰 抗干扰

钢铁工业生产过程中安装了许多控制设备，包括PLC、DCS、IPC 和各种各样的传感器设备。许多自动化水平的提高， 越来越多的控制设备接入工业自动化控制系统。但这些庞大复杂的控制设备产生了各种各样的电磁，形成干扰，容易使工业自动化控制系统失控。如何找到各种干扰来源及常见干扰源，制定相对应的抗干扰措施，提高工业自动化控制系统的稳定性，是每个自动化工程师的责任和义务。

一、干扰来源及常见干扰源

1.1 干扰来源

干扰变量的根源通常来自传输电磁能量的各种装置。但干扰源存在的部位不统一，干扰源的灵敏性也不一样。有些干扰变量非常容易与传感设备产生耦合，产生电磁活动，一定程度上影响传感设备。只有认清不同类型的耦合方式，才能应用各种干扰。一般说来，耦合包括电流耦合、电磁场耦合、电容耦合和电感耦合。

1.2 常见干扰源

常见干扰源的种类繁多，分类标准也比较复杂，但通常认为常见干扰源包括辐射干扰、传导干扰和设计施工干扰。这些干扰都是因为变频器或电流较大引起的。

（1）辐射干扰

辐射干扰主要由电路、高频感应设备等产生。辐射干扰无法避免，通常采用消除电磁感应来减少空间辐射。通过诸如优化电路，消除高频感应设备的电流等措施来降低辐射。

（2）传导干扰

传导干扰通常由电源线或信号线干扰引起，许多工业自动化控制系统的用电设备部件引起电磁感应，干扰工业自动化控制系统。当然也信号线也时常产生电磁感应，导致导线产生瞬间电流，影响线路，甚至造成控制系统死机。通常采用绝缘电缆或屏蔽接地等措施来降低干扰。

（3）设计施工干扰

某些工工程设计与施工或安装也会造成干扰。例如接地系统设计不合理或高频发生器控制器设计不合理都会引起系统混乱，进一步产生干扰。通常采用优化系统设计，提高技术含量来避免设计施工干扰。

二、工业自动化控制系统的抗干扰措施

2.1 利用计算机软件降低干扰信号强度

工业自动化控制系统中的各种干扰都是因为辐射、传导、通信信号等各方面的原因。这些干扰影响了系统的正常运行， 即然是计算机自动化控制系统，就可以通过编程来分析各种辐射波，进一步过滤和分析这些辐射波，甚至进行数字化处理，有效的降低干扰信号的强度，提高工业自动化控制系统的抗干扰能力。

2.2 合理设计接地系统抵制电磁干扰

接地系统设计不合理也会产生电磁干扰，这种干扰不及时处理，会引入更加强烈的干扰信号。自动化工程师应很据工业自动化控制系统的实际运行情况，对接地系统进行合理的设什，比如，通过电气保护接地或信号回路接地等等，保证工业自动化控制系统的电磁干扰减弱，进一步提高工业自动化控制系统运行的安全性、可靠性。

2.3 合理选用控制系统零部件削除调频干扰

大量零部件设备对工业自动化控制系统的干扰也是不可小嘘的。这些零部件设备会产生大量的干扰信号，影响自动化控制系统的正常运行。自动化工程师应该合理选用零部件消除调频干扰。例如可以使用双积分型的RC 滤波器来实现消除高频干扰，使用双差分输入型交绞合线及差动放大器消除共模的干扰。必要时可以结合阻抗的匹配形式、采取单边接地、屏蔽接地、光电隔离等措施来有效的提升工业自动化控制系统的运行效率。

2.4 合理设计敷设线路避免信号干扰

敷设线路设什不合理而造成信号线、通信线、信号线等方面的信号干扰也是工业自动化控制系统的一部分，这部分干扰会影响系统的正常运行。因此，必须对敷设线路进行优化，提高敷设线路的抗干扰性能。目前大部分的的敷设线路仍然采用普通标准型号的电缆线路，这非常不利于电磁信号的抗干扰。关键时，应该根据工业自动化控制票统的实际运行情况进行相应的敷设。敷设线路设计时，应注意敷设信号类型的不同，选择不同线路进行敷设、尤其是模拟信号和数字信号不能同用一根电缆，避免产生信号干扰的现象。

三、总结

总之，工业自动化水平的迅速发展刺激了我国工业经济的发展，提升了工业生产效率。但各种零部件及电磁信号干扰带给工业自动化控制系统极大的负面影响。只有认真寻找常见干扰源，采用积极主动的抗干扰措施，才能真正发挥工业自动化控制系统的真正作用。

参 考 文 献

[1] 肖林茂. 工业自动化控制系统的抗干扰技术的研究[J]. 中国科技博览,2013(22):3-3.