试论工业自动化控制系统的抗干扰技术

时间：2024-04-25

金源

沈阳北方防爆股份有限公司辽宁沈阳 110117

社会的不断发展，科学技术的进步，带动我国工业化发展进程。在工业现代化发展进程中，自动化技术被大力应用，强化工业生产质量，提高工业生产效率。但是，辩证来看，自动化技术的应用，也存在一些不足，影响工业生产，不利于工业企业的发展，增加工作生产难度。因此，在工业自动化控制系统运行期间，要注重抗干扰技术的应用，利用屏蔽举措、隔离以及滤波等技术，抑制各类干扰，确保工业自动化控制系统有效运行[1]。

1 工业自动化控制系统定义

工业自动化控制系统，主要是利用计算机技术、信息技术、控制理论与仪器仪表，对工业生产整个系统进行管理、优化、控制、检测与决策，可以实现降低能源消耗、强化质量，利于实现安全生产目标。工业自动化控制系统是科学技术发展产物，工业自动化技术在系统中应用们可以有效解决掉生产效率和一致性的问题，利于各个大中型企业更加高效发展，实现企业经济发展目标。工业自动化控制系统具有如下优势，可以保证生产过程的安全性，强化生产效率，保证产品的质量，有效控制原材料的应用，控制能源损耗。

2 存在的干扰因素

当前，我国电气工程被应用到各方面工作，这都是依赖于自动化技术的不断进步和发展。电气工程的稳定运行离不开自动化技术的稳定性和合理性，自动化控制技术的良好发展才是电气工程实现合理应用的前提保障。此外，电气工程逐渐实现自动化、智能化是时代发展的必然趋势，因此，自动化技术是实现这一目标的重要组成部分。

2.1 信号模式干扰

在电气工程自动化设备工作过程中还会出现另外一种干扰，叫做信号模式干扰，这种干扰因素的存在让自动化设备在工作过程中会出现各种问题故障，严重者会直接影响到自动化设备的安全性和稳定性。信号模式干扰有两类占重要因素的干扰，分别是共模干扰和差模干扰。共模干扰是当电气工程自动化设备在运行时，地电位发生变化而引起的干扰问题，因此共模干扰也被称作对地干扰，当共模干扰发生后，自动化设备的运行就会出现不同程度的问题，导致设备无法正常运行，对于自动化设备的运行工作来讲是极其不利的。差模干扰的出现是由于长路线传输过程中出现互感耦合，差模信号就通过串联电路的信号回路源中逐渐形成。

2.2 自动化仪表干扰原因

第一，在自动化仪表使用的过程中经常受到一些因素的干扰，其中就有漏电电阻和供电线路的干扰，不仅影响使用的精确度，同时影响效率。此外，受到电磁感应影响的话将造成自动化仪表出现故障，对侧量的精度造成影响。不仅出现质量问题，同时影响冶金的效率。第二，干扰源的影响。因为自动化仪表具有传输的弱点，因为在传输的过程中容易受到电场和磁场的影响，应该降低这种干扰源的对设备的影响，为自动化仪表在冶金业的使用奠定基础[2]。

2.3 辐射干扰与传导干扰

当电气工程自动化设备运行时常常会出现辐射干扰和传导干扰，这两种干扰因素会对自动化设备的工作效率产生影响。经过研究发现，由于电磁波和电压的互相转换是造成传导干扰和辐射干扰的主要原因，且这两种干扰因素对自动化设备工作产生的影响时有不同。

3 工业自动化控制系统的抗干扰技术应用举措

3.1 重视对各种仪器设备的合理的使用

屏蔽器的使用能够在一定程度上降低对自动化仪表的干扰，屏蔽器能够降低电源和线路辐射的影响，降低干扰。此外，在自动化仪表中设施滤波器，其能够降低电磁的干扰，仪表的测量能力正常使用，提升自我管理的能力。绝缘材料的使用也是很好的抗干扰形式，在仪器和放大器中使用绝缘材料能够实现两者之间距离的增加，不仅提高仪表的运行效率，同时还能促进生产的安全性。磁力耦合器的使用也能够在一定程度上消除磁场效应，降低干扰问题的出现。

3.2 选择合适的滤波器

针对快速瞬变干扰因素，滤波器是最好的抑制工具。选择合适的滤波器能够明显降低自动化设备工作过程中出现的干扰。滤波器的材质、功效对其功能的良好发挥都有重要作用。此外，选择合适的滤波器后，若未保障安装质量也会影响到功能的发挥。所以，定期工程人员要根据实际需求选择合适的滤波器，并安排专业人员进行规范安装，确保滤波器能够有效提高自动化设备的抗干扰能力。

3.3 设计方案优化

自动化设备运行时，设备制造线路与参数，直接影响到后续运行安全性与可靠性。为有效提高设备抗干扰性能，则可对线路板设计方案进行优化。在线路板设计时增加充足板间电容，以有效处理线路板出现的各种脉冲信号。在对设计方案进行合理优化后，则可以有效控制电路板出现干扰因素，减少线路之间出现串扰耦合，提高自动化设备运行安全性。此外，电气设计工作人员开展自动化设备设计工作时，必须对线路板进行科学布局设计，避免后续线路板运行时产生内部干扰因素，影响到设备运行安全性。开展设计方案优化时，可有效降低布线长度，增强电子设备的整体抗干扰能力。当自动化设备的设计方案得到优化后，为确保电气自动化设备运行达到基本工作要求，工作人员必须对设计新设备进行性能调试。对于凡无法达到电气工程标准安全要求的产品，则一律进行退回，确保优化后的自动化设备运行性能达到预期工作目标[3]。

3.4 开关电源的防护

在电源开启或断开的过程中也会对自动化设备的运行能力造成不同程度的伤害，从而影响到自动化设备的工作能力。所以电器工作人员进行电源开关布线工作时要选用合理的设计方案，保障电源进出线不存在任何冲突，确保干扰因素完全排除。首先，针对开关的连线而言，要根据工作规范，将每一操作要点都完美标准的进行，保障在连线设计阶段就排除了干扰因素；第二，选择屏蔽现实要根据设计规范选择合适的屏蔽线；第三，为了最大程度上减少电路运行带来的干扰，应该对指示灯线进行科学的布设。所以，在电源开关处会有各种干扰因素的存在，电气工程人员要重视对电源开关线路的设计和安排工作，保证不会出现由于电源开关带来干扰因素对设备产生影响问题。

3.5 安全的设置接地的位置

为了保证仪表系统的安全运行，应该采取科学的自动化仪表接地设置，进行该种设置之后的电流不能进入仪表，保证仪表的安全运行。此外，在设计和安装的过程中，应该严格按照国家规定的标准进行，不能违背国家的规定，重视接地设置和接零设置。将仪表中的地线接入地下，科学的设计电源和电路，避免出现感应电路进入仪表中。重视避免辐射，同时提升仪表的精确度。