工业控制自动化系统的若干干扰问题研究

发表时间:2020/8/28   来源:《科学与技术》2020年第9期   作者:杨超
[导读] 随着我国的经济实力在不断的增强,越来越科技化的技术或者自动化的工业控制系统在不断的出现

         摘要:随着我国的经济实力在不断的增强,越来越科技化的技术或者自动化的工业控制系统在不断的出现。自动化系统主要是指在机电功能、信息采集功能和控制功能方面都有着极强的工作能力,也不断的引入了先进的人机控制技术,并且能够将机电设备和采集信息设备有关的软件进行组合而成的系统结构。这样的自动化系统运用到工业中,更加科学规范的系统融入到现代工业化进程当中,能够有效的提高工业工作效率。那么,随之也会出现更多在工业控制系统方面的问题,受到来自各个方面的干扰,比如说电网、空间与周围环境的影响。本篇文章就主要分析了干扰的定义以及分类,让人们更加真实的了解到自动化系统所受到的干扰问题。为我国今后能够有效解决自动化系统受干扰的解决方法提供强有力的意见。
         关键词:工业控制;自动化系统;干扰问题
前言
         在我国工业环境当中所需要应用自动化系统的领域还比较多,工业的微机控制系统会受到来自于周围环境、空间和电网的干扰等等。对于这些干扰主要来自于两个方面:第一是空间干扰,这种干扰是来源于电磁场的关系,电磁感会加强对自动化系统的强烈干扰;第二是电网干扰,这是最常见最主要的干扰因素之一,他也会对微机系统造成强烈的干扰影响,对于自动化的情况加以强烈的阻碍。主要是因为电网在启动的过程当中会造成大功率的设备运行产生强烈的电磁场,以及电压尖峰干扰会破坏储存器的内容,造成自动化系统无法正常的工作。当CPU工作不正常的时候,也会反影响到储存器的内容。
一、干扰的定义
         在工业控制现场中心会分散各种各样的电子信号,杂乱的电子信号也会极大的影响到自动化系统,他们的频率可以从直电流的最高值幅到达更高值。而其中的噪音对于客观存在的,并不可能直接地接收到信号,同时也接收不到接收者的影响。它是独立的,与有用信号无关干扰信号只会在相对应信号而言。只有噪音达到一定的数值并且和有用信号一起进入电子控制装置,才能够真正的影响装置正常工作,才将这类噪声称作为干扰信号,因此这位噪声一般只能减弱不能消除。只有干扰信号达到一定的数值对自动化系统装置产生影响,才会让正常工作状态下的系统结构有了一定的破坏。
二、干扰的分类
(一)静电干扰
         这种干扰的实质性就是指通过电场的分布电容以及电容器将各种干扰混合在一起的受干扰装置而形成的有效干扰。比如来说,动力线周围如果有更加强大的电流就会造成极强的电磁场,会通过周围的电路或者所分布的电容器来进行结合,电场会对周围的电路实施强大的干扰。该动力线和受扰的电路距离在不断的缩进,也会随着电场的强度加大而更加紧密,这样所造成的干扰更加强大。距离在不断的靠近二者之间的平行走线距离也就会越长,则受到的电路干扰承受能力也会减弱。
(二)磁场耦合干扰
         磁场的干扰重音就在于线路周围所变化的磁场过于复杂而繁多,主要通过流动极强的电流而对电子装置形成回路造成了一定的耦合作用,最终会形成一种感受式的干扰情况。例如说在电磁铁交流处接的过程当中,或者电动器变压器以及动力线这些零部件在工作情况下,其周围就会有强大的交变电磁场存在,会直接对周围的电子线路产生极强的电流和电动感势,最终够强大干扰就会存在。
(三)电磁辐射干扰
         电子秆辐射的干扰,这种是因为电子装置接收了来自于空间的电磁妒而形成的一种辐射干扰,其干扰强度大,能量巨大,破坏性也大。

这种情况就比如说在各种有触点电器以及可控的平炉中,或者高频感应加热炉中所产生的电弧和电火花,他们所形成的电磁辐射面比较广,并且所产生的干扰都非常的强烈。一旦产生这些干扰,信号被周围的电子装置所吸收在这样的情况下达到一定的程度,就会形成一种更加强烈的干扰。
(四)共阻抗干扰
         共阻抗干扰就是在电子场控装之中会存在多个公共导线,与各个电子回路之间,他们彼此存在着强烈的电感和电阻,因此产生极强的流过回路电流就会造成电压的降落,而一旦形成这种降落那么就会让其他电子在回路过程当中受到阻压降耦合,在此情况下会造成共阻抗干扰。这样的干扰特点就在于是有多个公共导线,是最为普通常见的一种干扰形式,它与电路之间的电流有着极大的关系。
(五)漏电耦合干扰
         漏电耦合干扰的形成就在于它主要是在控制装置的内部,不一定存在必然的联系电气部分,更多的原因都是因为降低了电气的绝缘性能,从而导致了有漏电流从各个部分聚集过来,最终形成强烈的干扰信号。其中最大的特性就是有漏电情况的发生,意思是说在正常的工作状态下,如果装置在一个空气湿度比较大的空间内,装置内部的器件会发热,就会凝结露珠,在器件上面容易发生漏电情况。因此就会存在外部的绝缘电阻功能下降,最终形成一种不可控的干扰情况,往往在一些工作环境恶劣的条件下,容易形成漏电耦合干扰。
(六)电网干扰
         安装电子控制装置是能够正常运作的情况下,通过变换处理电网上获得的交流电得到的工作电源,并且将一些用电设备投入到正常的工作当中。主要原因就在于能够与电流同时连接,以免能够在工作当中造成一种干扰。就比如说有大量的感性附负载切断产生的电流过压之后再电同电压上不断的叠加形成的一种强干扰信号。一旦将强大的用电设备启动,就会在极短的时间内造成电压的下坠,可以控制的几率十分渺小,触发通功率极大就会造成电网电压波出现畸形情况。多种高频辐射的干扰信号会被电力传输线接收,进而通过电子控制装置的变压器,将电网上含有低频的干扰信号耦合在一起,利用变压器的不同强度的电容来让高频干扰信号耦合到次级当中,造成的干扰更加强 对于电子装置工作当中的控制有一定的影响。
三、结语
         总而言之,就我国目前的工业应用环境情况来看,自动化的系统总会受到来自各方各面的干扰,不同强度的干扰,进而发出许多不真实的信号,因此产生一些畸变的信号,使得微机系统工作发生失误情况,严重的影响到了我们国家的系统工作。微机控制系统从大方面来说是一个系统工程的概念,它不同于一般的计算机运作,不能只从计算机的简单概念来认识了解它。工业微机控制系统还需要更加完善的控制能力,能够有充分的有控制力来削弱来自各方各面的干扰,除此之外,还要求具有更加强的抗干扰性和稳定性。因此我们国家迫切的想解决各种干扰源,这是强化我国自动化控制系统最重要的一步。
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作者简介:杨超(1986-05-06),男,汉族,籍贯:甘肃酒泉,当前职务:仪表工程师,学历:大学本科,研究方向:仪表自动化
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