自动化控制系统抗干扰措施分析

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摘 要 根据近几年的工业发展情况来看，自动化控制系统已经占有一定重要的地位，从工业生产的全部过程和每个环节便可随处可见自动化控制系统。然而在实际生产中，自动化控制系统的运行受到许多干扰，面对此情况，分析自动化控制系统的抗干扰措施也就显的尤为重要。

关 键 词 工业；自动化控制；抗干扰

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671―7597（2013）031-042-01

随着经济的发展以及根据工业生产的需要，自动化控制系统基本上走进了所有现代化的工业生产中，但是自动化控制系统的运行仍然受到各种因素的影响而受阻，为了解决干扰问题，我们必须寻找影响自动化控制系统运行的干扰源，并对其抗干扰措施进行研究和分析，使工业生产在专业领域上实现更大的突破和发展。

1 干扰来源及分类

在工业控制设备中总是存在有干扰源，自控系统当然也不例外。由于工业运行自动化控制系统复杂的环境，一些干扰源便相继有了越来越多的发展趋势，在对这些存在的干扰源探究分析之后，将其进行分类，可分为以下几类。

1）雷电电磁波干扰。在自控系统的空间，雷电电磁波以雷击电磁的脉冲形式对电源、数据传输线路以及信号的输入浪涌电流和电压造成干扰。

2）地电位干扰。在工烽自动化控制系统的众多干扰源中，地电位干扰不过是其中之一。接地基准点是自控系统为了达到获得基准电位的目标而必须进行的一项工作，但就在此过程中，很容易出现单相短路电流现象，从而影响整个自控系统的运行。

3）电源干扰。只有保证供电正常才能维持整个工业化自控系统的运行，但是在系统实际运行中，空间电磁很容易对电源造成一定程度的干扰，尤其是在对电网内部和开关分别进行浪涌和短路冲击的操作等，不管怎样，干扰总会通过相关途径传输到电源。而且，分布电容不可避免地会以一定的形式存在，要绝对地隔离这些浪涌和冲击，似乎是不可能的。

4）信号传输线干扰。信号传输线与自控系统是连接一起的，主要在传输信息时起着一定的作用，然而在此传输过程中，一些干扰信号通过电网或者是电磁辐射入侵到这些信号传输线中去对其造成干扰，而后者的入侵方式，即信号线上的外部感应干扰，将会使信号工作出现异常，而且在测量过程中误差很容易产生，另外，还会损伤自控系统中的各种元件。工业自控系统干扰源的分类主要是依据其产生原因进行的，通常情况下，由于干扰源的干扰模式不尽相同，便可将其分为共模干扰和差模干扰这两种。其中，前者主要是在受到信号电位差的影响，而使接地电位差以及信号感应电业产生了叠加现象的情况下形成的，而后者的形成则是因为在信号两级的干扰电压和不均衡电路转换共模干扰的作用下，形成了电压叠加。

2 自控系统的抗干扰能力下降带来的后果分析

自动化控制系统有着运行环境复杂、集成电路功率小等特性，严重影响了自动化系统的抗干扰能力和防过电压能力，随着自控系统在这些方面的能力下降，电力生产的运行也相继出现各种问题。

1）由于自动化控制系统设备表现在防过电压方面的能力水平比较低，导致在雷电的天气中，设备产生不同程度的损伤，而且不能保证供电的连续性，致使供电中止，影响系统的正常运行。

2）一旦出现了失压情况，UPS等附属设备将会停上工作，那么必将阻碍自动化控制系统的正常运行，而且对于事故的记录数据也会由此丢失。

3）电磁干扰对设备的运行产生不利的影响，最终导致误报或者节点大面积抖动。

3 防干扰措施

在充分利用自控系统的同时，对工业化的发展也起着一定的促进作用，这意味着，我们必须分析自控系统中的干扰源并积极寻求解决抗干扰的问题，从而发挥自控系统之于整个工业发展实质性的作用。为此，对于采取合理的抗干扰措施，可以从以下几个方面来考虑。

3.1 选择性能好的电源

在工业化自控系统中，对于电源的选择也要慎重而为之。实际上，若电源选择不当也会对整个自控系统造成相当不利的影响，因此，要对电源的性能方面进行全方面的考虑，然后从中选择一种性能比较高的电源。一方面，在选择了性能优良的电源之后，将供电电源和变送电器分别与自动化控制系统具备的直接电气连接的仪表供电有效地结合起来，使自控系统对于抗干扰的抑制能力有了相当大程度地提高；另一方面，只有保证电源不间断地供电，才能使其满足安全可靠性的要求，从而控制了干扰的产生。

3.2 选择正确的接地点，完善接地系统

在自控系统中，进行接地设置主要是为了保证安全性和减少干扰。而就目前的系统接地方式来看，可以将其分为浮地接地、直接接地和电容接地这三种方式。自控系统作为一种高速低电平控制装置，所以对它而言，直接接地的方式更为有效。而且受到输入装置的滤波和信号电缆的分布电容的影响，一般情况下，装置彼此之间的信号交换频率均不超过1 MHz，这时一点接地和串联一点接地的方式对于自控系统接地线而言更加合适，而并联一点接地的方式则适合集中布置的自控。

3.3 电缆敷设

不同的电缆则传输着类型不一的信号，根据传输信号的种类，对于信号电缆应选择分层敷设的方式，而同一电缆的不同导线却在同一个时段传送着动力和信号时，对于这种现象应严加禁止，这样做的目的主要是为了防止信号线与动力电缆在靠近之后平行敷设，从而可以电磁产生的干扰。

3.4 科学地对静电和电磁加以屏蔽

以电磁学原理和不同金属的特性为依据，选择一种优良且合适的金属材料，并利用此金属材料制造一个密闭容器，然后通过把需要保护的部分放在容器里面，使电路的正常工作免受内部电磁场的干扰，从而实现屏蔽静电。不仅如此，为了全面实现自控系统的抗干扰，可以选择金属电涡流，因其具有屏蔽功能，可以起到消耗自控系统干扰量的作用，从而将静电屏蔽和电磁场干扰屏蔽这两者紧密地结合了起来，真正有效地达到了目标。

3.5 运用信号处理滤波技术

要使自动化控制系统的干扰问题得到有效地解决，对传输信号加强处理则是完成这一目标切实可行的一个途径。在进行信号处理时，运用滤波技术是必不可少的，此方法可以处理传输信号的特定频率，然后借助滤波器的作用，过滤剔除掉一些在此过程中产生的干扰信号，从而抑制干扰信号对于整个自控系统的干扰。近来年，继晶体滤波器和机械滤波器等广泛运用于自动化控制系统中后，精巧型的滤波器也开始出现在人们视野之中，相较于之前的滤波器，它对于实现自控系统的抗干扰已有了相当大的发展。

4 结束语

一直以来，很多企业不惜投入大笔资金用于改造自动化控制系统，但是最终的效果却并不理想，提高自控系统的抗干扰能力成了企业一直努力的方向。由此可以看出，研究自控系统的抗干扰和防过电压能力，并采取合理的措施使之提高，这对于保证自动化系统安全可靠地运行有着重要的意义。而且相信随着科学技术的迅速发展，这一问题必将得到解决，自控系统也会不断得到改善。

参考文献

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