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自动化控制系统的抗干扰设计方式

 论文栏目:自动化控制论文     更新时间:2018/2/22 11:30:55   

摘要:随着我国科学技术的不断发展,自动化控制系统也已经在各个领域当中被广泛的运用开来,尤其是工业行业中自动化控制系统为其发展提供了非常有利的条件和优势。但对于自动化控制系统运行当中,还是会因不同的因素而受到各种各样的干扰问题,这样会对系统的正常运行带来一定的干扰和影响。所以在实际工作当中必须要明确自动化控制系统的干扰来源,并对其常见干扰源进行分析与研究,明确其形成因素,之后在根据实际情况来制定更为合理的抗干扰策略,真正有效的提升自动化控制系统的工作效率和水平。文章就而通过对自动化控制系统的干扰源进行分析,并根据相应的问题制定合理的抗干扰策略,提升整体工作效率和质量。

关键词:自动化控制系统;抗干扰设计;方式分析

1自动化控制系统中的干扰源研究

1.1干扰来源以及干扰感应模型分析

对于干扰变量的根源,一般情况下是来源于传输电磁能量中不同的装置或是设备,而对于实际的干扰源存在位置并不是统一的,干扰源具有灵敏性的特点,对于一些干扰变量很容易和传感设备产生藕合的现象,进而产生电磁活动,这样会在一定程度上对传感设备带来影响。 对于干扰量的起源部分就是干扰源环节,一般所以的进行电磁能量传输的设备,都有可能会成为干扰源。而且干扰源也可能在系统内部或是系统外部等不同的位置。而具体的干扰感应模型如下:

1.2常见的干扰源分析

干扰源的种类和标准是相对比较复杂、繁多的,在一般情况下常见的干扰源有辐射干扰、传导干扰以及设计施工干扰等,对于这些干扰,主要是由于变频器、电流较大等因素到导致的,而且干扰源通过不同的分类规则也可以分成自然干扰源、技术干扰源、窄频和宽频干扰源等部分,而笔者就通过自身长期的工作经验,对辐射干扰、传到干扰以及设计施工干扰几点进行全面分析,真正明确自动化控制系统中常见的干扰源情况,进而更加相应问题来制定合理的解决策略,提升自动化控制系统的工作水平和工作质量。1.2.1辐射干扰源分析对于该干扰源主要是就是在电路、高平感应设备等产生了无可避免的辐射干扰现象,主要就是雷电、电弧电路以及射频设备和高频感应设备等,产生了空间的辐射电干扰问题。而该干扰在一般情况下是无法抑制干扰源,都是通过切断或是减弱电磁干扰的传播途径,进行来降低干扰影响度,一般会运用等电位联机、屏蔽或是保护隔离以及合理布线等措施来防止干扰源带来较大问题,从而有效的开展防雷保护工作。1.2.2传导干扰源分析对于传导干扰的形成主要是因电源线或是信号线的干扰所引起的,在很多的工业自动化控制系统当中,运用电设备部件而参数电磁感应,会对工业自动化控制系统带来干扰,而且信号线也会产生电磁感应的现象,时代导线产生瞬间电流或是影响线路的现象,甚至还会导致控制系统死机等问题,一般的情况是运用绝缘电缆或是屏蔽接地的形式来降低干扰源带来的影响。以下就对因电源线和信息引发的干扰进行分析。首先,电源线引起的干扰问题。这一现象是工业现场比较常见的现象。对于这一干扰因两个方面形成,一是供电电源系统直接窜入其中,二是供电电源藕合进入其中。而对于控制系统来说,通常情况下是由电网电源来进行供电,而且对于电网波动、大功率用电设备的启停以及交直流传动装置谐波等现象的出先,都会由输电线路传入电源原边,这样会给控制系统带来干扰问题。而输送电源中所带来的干扰,应有效的运用恺装电缆来开展抑制,在运用动力电缆以及信号电缆分开走的形式。而变频器干扰抑制中,常用的形式就是爱变频器加装隔离变压器,让安装的位置远离检测开关,走线要运用钢管单独安装,而且变频器应单独安装在指定位置等。其次,因信号线引起的干扰问题。如果导线有电流经过时,会在周围带来感应磁场,而其会引起相邻导线产生感应电流,而如果在感应电流足够大的情况下,将会给检测开关后级信号接收设备带来一定的干扰信号。对于与控制系统连接的不同信号线,会有外部干扰信号的侵入现象出现,因而对引发控制器逻辑数据变化或是动作失误和死机等问题。常见的干扰抑制形式,就是运用屏蔽电缆,在将几条信号线屏蔽层编成辫状接地。1.2.3在设计施工中引发的干扰问题在开展不同的工程设计以及施工或是安装工作当中,产生的干扰问题是在接地系统设计存在不合理现象和高频发生器控制器设计不合理而引起系统混乱等,在设计施工中所引发的干扰有工程技术设计、安装、调试和设备选型以及操作等因素而产生的干扰现象,包括开关高功率设备、接地系统混乱而引起干扰现象。而对于该类型的干扰抑制策略,主要就是应在设计中进行合理地设计接地系统,不断提升整体的技术含量,以免设计施工干扰问题给工作带来影响。

2在自动化控制系统中抗干扰设计方案和策略

自动化控制系统的运用领域是比较广泛的,其在各个领域间的作用也是非常重要的,而对于工业事业发展中,自动化控制系统也是非常关键的环节,因此在实际工作当中一定要明确自动化控制系统的重要性,并正确的认识到对自动化控制系统的干扰因素,进而根据实际情况来制定完善的抗干扰策略,真正有效的提升工业自动化控制系统的工作效率以及工作水平。

2.1合理的借助计算机软件来降低干扰信号的强度

在工业的自动化控制系统当中,不同的干扰都是因辐射、传导、通信信号等因素而参数的,对于这些干扰问题影响到系统的正常运行和实际工作的良好开展,而自动化控制系统属于计算机领域当中的部分,因此可以通过编程来对不同的辐射波进行分析和研究,进而对这些辐射波进行进一步的过滤和分析,也可以进行合理的数字化处理,从而有效的降低干扰信号的整体强度,从而更好的提升自动化控制系统的抗干扰能力以及水平等。

2.2科学设计接地系统,真正有效的对电磁干扰进行抵制

在实际工作当中接地系统如果设计的不够合理,那么也很有可能回出现电磁干扰问题,如果不能及时的处理这些干扰,将会带来更加强烈的干扰信号,因此自动化工程师要结合实际情况,科学合理的设计接地系统,以此来降低电磁干扰。如通过电气保护接地或是信号回路接地等形式,能够有效的确保在自动化控制系统中降低电磁干扰的出现,从而能够有效的让自动化控制系统运行向安全性以及可靠性发展。

2.3有效的运用控制系统,零部件削除调频干扰

在自动化控制系统当中大量的零部件设备对整体的干扰也是不可以忽视的,对于这些零部件设备来说,也会在一定程度上产生干扰信号,会对自动化控制系统的正常运行带来一定的影响。而对于自动化工程师一定要根据实际的要求,科学有效的选用零部件来消除调频的干扰。如运用双积分型的RC滤波器来有效的对高频干扰进行消除,也可以运用双差分输入型交绞合线或是差动放大器来将共模干扰消除,在必要时也应结合阻抗匹配形式或是单边接地以及光电隔离等策略,以此来提升自动化控制系统的运行效率以及工作水平。

2.4科学有效的设计敷设线路来避免信号的干扰

敷设线路的设计如果出现不合理现象,将会带来信号线、通信线等信号干扰,这对自动化控制系统也会带来一定的干扰,对于该部分的干扰会对系统运行带来阻碍。所以一定要对敷设线路的设计进行合理的优化和改善,增强敷设线路的抗干扰性能。在当前很多敷设线路还是运用普通标准型号的电缆线路来运行,这对电磁信号抗干扰工作的开展是相当不利的,要结合自动化控制票统实际运行情况,来对相应的敷设线路设计进行分析,重视敷设信号类型不同点,在选择相应的线路来开展敷设,对于模拟信号以及数字信号来说,不要运用同一根电缆,以此来防止出现信号干扰问题。

3结束语

对于自动化控制系统,在工业事业当中的地位是非常重要的,是促进工业事业长远发展的关键,因此工业领域一定要正确的认识自动化控制系统的重要性,并对其干扰问题进行全面分析,为了更好的提升其工作效率和工作质量,必须要制定完善的抗干扰体系,以此来正确工业自动化控制系统的工作效率和质量,真正将自动化控制系统作用发挥出来。

参考文献:

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[4]张雅萍.自动化控制中的系统抗干扰设计[J].建材技术与应用,2004(06):27-28.

作者:杨明瑞 单位:曲阜师范大学工学院自动化

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