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摘要：当前，工业自动化控制系统中的硬件是由相关的控制器组成，其内部的线路连接较为精细，所传递的电流及电压较低，致使其易受外界因素的干扰，进而使控制系统不能正常工作。与此同时，控制系统多数都安装在生产现场，环境的复杂性也会导致信号的干扰及误操作现象产生。所以，需要通过科学的方法抑制干扰，进而提升系统的可靠性。
关键词：工厂自动化；供配电系统；抗干扰技术
1 抗干扰技术的重要性
干扰因素形成的过程为：供配电系统在运行过程中，会受到一些干扰的影响，当接受干扰后便形成干扰源，常见干扰源包括内部干扰和外部干扰，供配电系统在受到电磁场的信号干扰后，会带来大幅度、高频率的问题，随之此干扰问题会在一定程度上影响或阻碍到供配电系统的运行。供配电系统运行故障：供配电系统在运行过程中因为干扰问题而对数据传输的效率以及安全性造成影响，进而出现增加计算量、增加运行负荷等问题，干扰源的影响也会在系统运行过程中做无用功使得工作量增加从而阻碍设备正常运行。值得关注的是CPU内存，其不满足要求将会导致系统运行受阻以及实施抗干扰技术受阻。
2 工厂自动化供配电系统的常见干扰源
2.1 电源的干扰
当送电线路的接地屏蔽线在返回故障位点的同时产生出频率为50Hz的干扰，且使工频产生电位差进而影响着供配电系统的顺利运行与安全传输，这个干扰过程即为频率干扰。而雷电电压的侵入与波动是电压干扰产生的主要因素，电压干扰是这样形成的：在负荷急剧变动下及符合的冲击性情况下形成电压偏差，对于拥有大功率设备的大型企业来说，投入及甩负荷的运行过程将会导致电网严重的电压波动。同时大功率设备的通断会出现较高强度的干扰从而使系统难以完成预定任务。
2.2 信号通道的干扰
测量、控制和通信如果发生在两点距离较远的情况时，系统中输入输出信号线就会变得非常长，两线之间的间距又会比较近，信号在线内进行传递时，周边磁场就会产生干扰，即使是相近的两信号线之间也会出现串扰，甚至于地线都会出现干扰，如此一来，传输的信号就会失真，进而影响到电路的稳定运行。
2.3 接地故障类型
变电所容易产生单相或多相接地故障。此时，部分故障产生的电流将通过变压器的中性点，通过地面网络到达架空地线，再返回故障点。由于强大的故障电流通过现场流到地面网络，导致网络中许多点之间的电压差较大，因此对高频的保护受到干扰。
3 如何对抗供配电系统中的干扰
3.1 管线设计
为了减少工厂自动化控制系统的干扰，应优化管线设计，包括通信线、电源线、信号线管道等，电源线设置应和通信管线保持足够距离，并且使用金属管道覆盖通信管线，正确敷设电缆线路，结合抗干扰、经济性、实用性等因素，选择合适的信号电缆线，其中最常见的是双芯屏蔽双绞线，电缆线敷设过程中应注意以下问题：其一，对于不同信号，敷设不同电缆线路，结合传输信号类型，分层敷设电缆线路；其二，不能使用同一根多芯电缆同时传输数字信号和模拟信号，电缆和电源线不能共用；其三，不能在同一个线槽中放置电源线缆和信号线缆，避免平行、近距离的进行敷设施工，若电源线缆和信号线缆必须放置在一起，两种线缆应保持60cm以上的距离；其四，大功率电动机应和信号线缆保持适当的距离。
3.2 安装变压器解决电源干扰
电源干扰属于内部干扰，这是因为电源电路是外界干扰进入内部的通道，一旦进入就会在内部形成干扰。为了解决这种干扰，我们可以为供配电系统安装变压器。因为变压器的安装能够促进电流的整合与过滤，这种方式对于集中供电的工厂来说非常有效，因为它首先减少了供电过程的危险系数，而且也能够增强供电的可靠性。重要的是，电源供电的过程中会散发出很多的热量，如果不及时进行处理就容易诱发火灾，安装变压器之后还能增强散热。有些工厂还会在变压器旁边增设避雷针，在特殊天气状况下也能更好的保证供配电系统的稳定和安全。
3.3 在系统中设置滤波器进行滤波
加装滤波器是用来削弱高次谐波的一种主要手段。上述磁环滤波器还可以根据现场情况加绕在变频器控制信号端或模拟信号给定端的进线上。为减少电磁噪声和损耗，在变频器输出侧可设置输出滤波器；为减少对电源的干扰，可在变频器输入侧设置输入滤波器。滤波须注意的是，变频器的输出端不允许接入电容器，以免在逆变管导通（或关断）瞬间，产生峰值很大的充电（或放电）电流，损害逆变管；另外，当输出滤波器由LC电路构成时，滤波器内接入电容器的一侧，必须与电动机侧相接。
3.4 频率和电压干扰及其抗干扰技术
频率干扰是工厂供配电系统，其设备的送电线路在接地屏蔽线回到故障点时，被50Hz工频干扰，工频被干扰后产生一定的电位差，才电位差对工厂变电站的计算机系统与继电保护系统造成侵害。电压干扰的产生，是由于自然界的雷电压入侵供配电系统，使得供配电系统的电压不稳定而产生波动。
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图1 干扰作用下典型结构 图2 干扰信号图
例如，某工业生产厂部，为保证其供配电系统的安全性与可靠性，对供配电系统的干扰源做出了详细分析，如图1为N（s）干扰作用下典型结构图，图2为此工厂供配电系统电源作为干扰源的干扰信号图。
自动化抗干扰措施：通过对电源设备进行变压、整流、滤波处理，稳定电源电压，将公共阻抗以及公共电源之间的相互耦合现象降低，有利于电源设备散热，保证电源供电的稳定性。对于交流电来说，其抗干扰措施为，在交流电安装过程中，采用导电状况良好的粗导线；而对于直流电来说，其抗干扰措施为，直流输出线采用双绞线，同时扭绞的螺距要尽量小，双绞线的长度要根据机械设备的安装位置进行控制；而雷电的入侵对电压产生的干扰，其抗干扰措施为在变压器进线一侧安装避雷器与避雷针，通过避雷线连接，形成避雷网系统。
3.5 车间控制系统抗干扰系统的研究
现代车间电气控制系统主要有PLC、单片机、变频器、接触器的单独使用和组合使用。如PLC与接触器、变频器的配合，单片机与变频器的配合使用等。这些电气控制可实现控制系统的自动化和操作的灵活性和多样性,而工作现场电磁干扰复杂,首先从硬件方面虽采取了一系列抗干扰措施,如采用隔离变压器;信号线和供电主线路分开布置,尽量消除各个设备的接地电位。但仍会有干扰进人系统中，所以仅依靠硬件要想从根本上消除干扰是不可能的,因此在对PLC和单片机等进行软件设计和组态时,必须在软件方面进行抗干扰处理,进一步提高供电的安全可靠性。在CPU处理能力允许的条件下，对那些硬件和软件均可实现的功能,应尽可能用软件来完成，这样不仅硬件电路简单，引入和发出的干扰因素也相应减少,还有利于调试和提高系统的可靠性，节省硬件投资,降低成本。如用PLC的程序控制代替复杂的开关接线。
4 结语
自动化抗干扰技术的开展源头就是电源的制约上，因为电机这样的设备如果产生了干扰源，那么最终整个电缆线路上的各个设备都会产生不同程度的影响，这也渐渐让我们发掘出了电源的重要性，同时电源如果能够很好地抑制住，不让其产生干扰源，这样最终整个电缆线路也不容易产生影响，这也是当前我国各个工厂的研发理念。
参考文献：
[1]蒋晓雁.工厂供配电系统自动化抗干扰技术研究[J].榆林学院学报,2010,(04):33-35