基于工业自动化控制系统的抗干扰措施研究

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自动化控制系统抗干扰技术应用

自动化控制系统抗干扰技术应用

自动化控制系统抗干扰技术应用摘要:在工业自动化控制现场应用中,为了防止信号干扰,提高系统运行的稳定性和可靠性,文章主要分析了自动化控制系统应对各种干扰源通过两种干扰传播方式,以便在实际应用当中如何抑制干抚信号,并介绍了控制系统常用的干扰抑制措施。

关键词:DCS、PLC、干扰源、屏蔽、接地、PROFIBUS、S7-300、控制系统在工业控制现场中分布着各种各样的杂散电磁干扰信号,对DCS及PLC系统等弱电检测信号具有很强的干扰作用,甚至使整个系统瘫痪,如何在自动化控制系统中减少干扰信号的干扰,保证系统的稳定可靠运行,这就使得我们必须在应用过程当中正确地处理。

一般地,电磁干扰可在多个方面影响PLC:• 电磁场对系统有直接影响。

• 由总线信号导致的干扰耦合(PROFIBUS DP 等)• 通过系统布线产生的干扰耦合。

• 干扰通过电源和/或保护接地来影响系统。

一、两种干扰传播途径通常产生干扰有三个要素:干扰源、耦合路径、易受干扰的潜在电子器件(DCS及PLC系统各种卡件)。

干扰源可以通过空间的辐射或电磁耦合传递到DCS及PLC系统的CPU和信号采集卡件,也可以通过信号电缆的传输进入控制系统。

1、干扰源通过空间传播干扰源的电磁能量以场的方式向四周传播, 频率较高时,干扰信号可以通过导线间的分布电容从一个回路传导到另一个回路,这是电容耦合或电场耦合;干扰信号通过导线间的分布电感,从一个回路传到另一个回路为电感性耦合或磁场耦合;电磁场的干扰还可以通过天线发送至电子装置,即干扰的天线效应,由信号源-传输线-负载组成电流环路,就相当于磁场天线。

2、干扰源通过导线传播信号通过导线传输,实际的传输导线都存在分布电容和电感,尤其在传送频率高的情况下,分布电容和电感参数的影响更不能忽视。

当设备或元件共用电源或地线时,会产生共阻抗耦合;当脉冲信号通过传输线传播,在一定条件下,信号会发生波反射,反射会改变正常信号而产生有危害的冲击电压;干扰源通过磁场耦合在两根导线和设备构成的回路上产生感应电压,会产生差模干扰;干扰源通过电场耦合在一根导线与系统地构成的回路上产生的感应电压,会产生共模电压。

抗干扰技术在工业自动化控制系统中的应用

抗干扰技术在工业自动化控制系统中的应用

抗干扰技术在工业自动化控制系统中的应用摘要:工业自动化的发展让自动化控制系统的抗干扰技术得到了长足进步。

本文指出了常见的干扰源,并由此而提出了一系列抗干扰措施,结合某燃气控制系统介绍了抗干扰措施的实际应用。

abstract:the development of industrial automation for automation control system anti-interference technology got rapid progress. this paper points out the common interference sources, from this put forward a series of anti-interference measures, combined with a gas control system introduced the practical application of anti-interference measures.关键词:自动控制;抗干扰;抗干扰抑制key words:automaticcontrol,anti-interference,interference restraint中图分类号:[f287.2] 文献标识码:a 文章编号:工业自动化控制系统的硬件由大规模集成微处理芯片构成的可编程控制器(plc)、现场总线控制系统(fcs)、分散型控制系统(dcs)、工业控制机(ipc)及各测量控制仪表构成。

器件的pcb板内部连接线路越来越细,传递信号电流越来越小,供电电压越来越低,对噪声也越趋敏感,容易被周围干扰源干扰。

因此,须采取一定抗干扰措施来提高控制系统的可靠性。

以保证提高生产效率。

一、干扰源分析1、辐射干扰辐射干扰指的是电弧电路、雷电、射频设备等产生的空间辐射电干扰。

此类干扰,一般无法抑制干扰源,主要通过切断或减弱传播途径来减少干扰影响,如等电位联机、屏蔽、保护隔离等措施,做全方位防雷保护。

工业PLC控制系统的抗干扰问题探讨

工业PLC控制系统的抗干扰问题探讨

浮地技术、 隔离性能好 的 P L C品牌 。 同时要根据应用的具体环境f 电 磁环境1 合理选择 P L C , 由 于 我 国采 用 的 是 2 2 0 V高内阻电网制式 ,
大, 地 电 位变 化 也 就 大 , 工 业 企 业 现 场 的 电磁 干扰 至少 要 比 欧美 地 区高 4倍 以上 , 因 而对 系 统抗 干扰 能 力 也就 更 高 。 3 . 1 . 2正确选择接地点 ,完善接地 系统 :接地 的目的通常有 两 个, 其一为了安全 , 其二是为了抑制干扰。 完善 的接地系统是 P L C控 制 系统 抗 电 磁干 扰 的重 要 措施 之 一 。 3 . 1 - 3电源部分 的抗干扰方法 :电源变压器是 电源部分 的主要 元件 , 为了抑制电网中的干扰 , 一般选用隔离变压器 , 且变压器容量 应 比实 际 需要 大 1 _ 2 — 1 . 5 倍左右。
工 业 技 术
2 0 1 3 年 第2 2 期l 科技创新与应用
工业 P L C控 制 系 统 的抗 干扰 问题 探 讨
刘 汉 毅
( 宜宾五粮液集 团有限公司 , 四川 宜宾 6 4 4 0 0 7 ) 摘 要: 文中对影响 P L C控制 系统稳定性的主要干扰 源、 成 因进行 了分析 。 从硬件和软件两个方面入手 , 研究探讨提高 P L C控制 系统抗干扰 能力的方法和措施 。实践证明 , 这些方法和措施对提 高 P L C控制 系统抗干扰 能力具有普遍意义和 实用价值。
P L C供 电系统可采用如下方式 ,控制器和 I / O系统分别由各 自 的隔离变压器供 电, 并 与主 电路电源分开 。当某一部分电源出了故 障时 , 而不会影响其他部分 , 如输入 、 输 出供 电中断时 , 控制器仍能 继续供电, 提 高 了 系统 的可靠 性 。 3 . 1 . 4 I / O端 的 接线 输入接线 : ①输入接线一般不要太长。 但如果环境干扰较小 , 电 压降不大时 , 输入接线可适当长些。②输入, 输出线不能用同一根电 缆 ,输入/ 输 出线要分开。③尽可能采用常开触点形 式连接 到输入 端, 使编制 的梯形图与继电器原理图一致 , 便于阅读 。 输 出连接 : ① 输出端接线分为独立输出和公共输 出。在不 同组 中, 可采用不同类型和电压等级的输 出电压 。但在 同一组中的输 出 只能用 同一类 型、 同一 电压等级 的电源。②由于 P L C的输出元件被 封装在印制电路板上 , 并且连接至端子板 , 若将连接输 出元件 的负 载短路 , 将烧毁印制 电路板 。 ③采用继电器输出时, 所承受的电感性 负载的大小 , 会影响到继 电器的使用 寿命 , 因此 , 使用 电感性负载时 应 合 理选 择 , 或 加 隔离 继 电 器 。 ④P L C的输 出负 载 可能 产 生 干扰 , 因 此 要 采 取 措施 加 以控 制 , 如 直 流输 出 的续 流 管 保 护 , 交 流 输 出 的阻 容吸收电路 , 晶体管及双向晶闸管输 出的旁路 电阻保 护。 3 . 2 软件 设 计方 面 提高系统抗干扰能力 P L C内部具有丰富的软元件 ,如定时器 、 计 数器 、 辅 助 继 电器 等 , 利用 它 们 设 计 一些 程 序 , 可 以屏 蔽 输入 元 件 的误信号 , 防止输 出元件的误动作 , 提高系统的抗干扰能力。 3 . 2 . 1延时控制 : 控制器 的外部开关量和模拟量输入信号 , 由于 噪声 、 干扰 、 开关的误 动作 、 模 拟信号误差等 因素 的影 响 , 不可避免 会 形成 输 入 信 号 的错 误 , 引 起 程 序判 断失 误 , 造 成 事 故 。 当按 钮 、 开 关作为输入信号时 , 则不可避免产生抖动。 输入信号是继电器触点 , 有时会产生瞬间跳动 , 将会 引起系统误动作。 在这种情况下 , 可采用 定 时 器延 时来 去 掉 抖 动 , 定 时 时 间根 据 触 点抖 动情 况 和 系 统要 求 的 响应速度而定 , 这样可保证触点确实稳定闭合( 或 断开后 ) 才执行 。 3 . 2 . 2 软 件滤 波 : 对 于模 拟 信 号 , 可 采 用 多种 软 件 滤 波方 法 来 提 高数据的可靠性。连续采样多次 , 采样间隔根据 A / D转换时间和信 号 的频率而定。采样数据先后存放在不同的数据寄存 器中, 经比较 后取中间值或平均值作为当前输人值。常用 的滤波方法有 : ①程序 判断滤波 ; ② 中值滤波 ; ③滑 动平均值滤波 ; ④去极值平 均滤波 ; ⑤ 算术平均值滤波 ; ⑥防脉冲干扰平均值滤波。 3 . 2 - 3封锁控制 : 某 些干扰是可以预知的, 例如可编程序控制器 的输 出命令驱动大功率器件 动作 , 常常会伴 随产 生火 花 、 电弧 等干 扰信号 , 它们产生的干扰信号可能使可编程序控制器接收错误 的信 息 。在容 易 产 生这 些 干 扰 的 时 间 内 , 可用 软 件 封锁 可编 程 序 控 制器 的某 些输 人 信 号 , 适 当延 时 , 在 干扰 消除 后 , 再取 消封 锁 。 4结 束 语 经若干 P L C控制系统现场实际运行表明, 能够消除现场干扰信 号 的影响 , 保证系统的可靠运行。P L C控制系统中的干扰是一个十 分 复 杂 的 问题 ,因此 在 抗 干 扰设 计 中应 综 合 考虑 各 方 面 的 因素 , 合 理有效地抑制抗干扰 , ��

工业自动化控制系统的抗干扰措施

工业自动化控制系统的抗干扰措施

2 7 第6 0 年 期 0
河 北 煤 炭
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是各个接地点电位分布不均,不 同接地点间存在地 电位 差 ,引起地 环路 电流 ,影 响系统 正常工 作 。 此 外 ,屏 蔽层 、接 地线 和大地 有 可能构 成 闭合 环路 ,在变化 磁场 的作 用下 ,屏 蔽层 内有会 现 感
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1 4
河 北 煤 炭
2 7 第6 0 年 期 0
工业 自动化 控 制 系统 的抗 干扰 措施
萧凤志 ,魏 洪新
( 河北煤炭科学研究所 ,f 北 邢台 ・ 04 0 ) 5 0 0
摘 要 :分 析 了工 业 自动 化控 制 系统在 现 场 施 工 、生 产 中产 生 干扰 的各 种 原 因,并 找 出 了解 决
应 电 流 ,通过 屏蔽 层与 芯线之 间 的耦合 ,干扰信 号 回路 。若 系统 地与 其它 接地处 理混 乱 ,所产 生 的地 环 流就 可能 在地线 上产 生不 等 电位 分 布 ,影 响 自控 系统 内逻辑 电路 和模 拟 电路 的正 常工作 。逻 辑地 电
采用 信息 冗余技 术 ,设计 相应 的软件标 志 位 ;采 用 间接跳 转 ,设 置软件 陷 阱等提高 软件结 构可靠 性
号间耦合感应及由不平衡 电路转换共模干扰所形成 的 电压 ,这 种干扰 叠加在 信号 t,直接 影 响测量 与 :
控制精度 。
12 干扰 的主 要来 源及途径 . 12 1 来 自空 间的辐射 干扰 ..
(来 自 3 ) 接地C) E 的有 效手 段之一 。正确 地 接地 ,既能抑 制 电磁干扰 的影响 ,又能抑 制设备 向 外发 出干扰 ;而错误 地接 地 ,反而 会引入严 重 的干 扰 信号 ,使 自控 系统将 无法 正常工 作 。 自控 系统 的地线 包括 系统地 、屏 蔽地 、交 流地 和保 护地 等 。接 地 系统混 乱对 自控 系统的干 扰主要

工业自动化控制系统的抗干扰技术分析

工业自动化控制系统的抗干扰技术分析

工业自动化控制系统的抗干扰技术分析工业自动化控制系统的抗干扰技术是工业控制中的关键技术之一。

这种技术的主要目的是降低外界干扰对工业自动化控制系统的影响,提高系统的稳定性和可靠性。

本文将对工业自动化控制系统的抗干扰技术进行分析。

首先,工业自动化控制系统中最常见的外界干扰包括电磁干扰、噪声干扰和电力干扰。

这些干扰会导致信号传输中的误差、控制信号的失真和噪声污染等问题,从而影响工业自动化控制系统的稳定性和可靠性。

为了抵御这些外界干扰,工业自动化控制系统采用各种抗干扰技术。

以下是常见的抗干扰技术:1. 硬件层面上的抗干扰技术硬件层面上的抗干扰技术主要包括信号隔离、滤波、屏蔽和接地等。

信号隔离可以将信号电气性质分离,从而解决信号传输中的地线干扰问题;滤波可以滤除高频噪声干扰,使信号传输更加稳定;屏蔽可以在电路板上采用金属盖板、金属屏蔽罩等,阻挡外界的电磁波干扰;接地可以使电路板内的各个不同电位达到相同电位,防止因接地问题产生的干扰。

软件层面上的抗干扰技术主要包括模拟电路技术和数字信号处理技术。

模拟电路技术可以通过设计合适的滤波器、锁相环、正交解调器等,对输入信号进行处理,从而达到抗干扰的目的;数字信号处理技术可以通过采样、滤波、数字噪声抑制等处理方法,对数字信号进行处理,降低外界干扰的影响。

3. 信号传输中的抗干扰技术信号传输中的抗干扰技术主要包括差分传输和光纤传输。

差分传输使用两个相反极性的信号同时传输,从而消除共模干扰;光纤传输使用光信号传输,避免了电磁干扰和磁场干扰。

总的来说,工业自动化控制系统的抗干扰技术是保证系统稳定性和可靠性的关键。

在设计控制系统的过程中,应选用合适的抗干扰技术,以确保系统能够在复杂的工业环境中正常运行。

DCS控制系统应用中的抗干扰问题分析

DCS控制系统应用中的抗干扰问题分析

DCS控制系统应用中的抗干扰问题分析DCS控制系统是现代化工自动化生产中的重要组成部分,其应用范围涵盖了化工、石化、电力、冶金等多个行业领域。

在实际应用中,DCS控制系统经常会受到各种外部干扰的影响,这些干扰可能来源于电磁干扰、物理环境变化、人为操作等多个方面,严重干扰可能导致系统运行不稳定、控制失效甚至系统瘫痪。

如何在DCS控制系统应用中解决和抵御各种干扰问题,成为了当前工业控制系统领域中的研究热点之一。

本文将对DCS控制系统中的抗干扰问题进行分析,并提出相应的解决方案。

一、电磁干扰对DCS控制系统的影响电磁干扰是DCS控制系统中常见且严重的干扰源之一。

其种类包括电磁辐射干扰、传导干扰等。

电磁干扰可能来自于外部设备、电力线路、无线电信号、雷电等多个方面,其频率范围也十分广泛。

电磁干扰会对DCS控制系统的传感器、执行元件、通信线路等组成部分造成影响,导致控制系统的工作异常,甚至失效。

电磁干扰不仅会使得传感器接收的信号产生误差,还可能引起控制命令的传输错误,从而对整个生产过程产生严重的影响。

为了解决电磁干扰对DCS控制系统的影响,可以采取一系列的技术手段。

在系统设计阶段应该合理规划布置设备,避免将敏感的传感器和执行元件置于强电磁干扰源附近。

可以采用屏蔽措施,如使用屏蔽电缆、屏蔽罩等设备,阻隔外部电磁干扰。

还可以采用滤波器、隔离器等设备对信号进行处理,消除电磁干扰对系统的影响。

通过以上技术手段的综合应用,可以有效提高DCS控制系统对电磁干扰的抵御能力,保障系统的正常稳定运行。

除了电磁干扰外,物理环境变化也会对DCS控制系统产生一定的影响。

物理环境变化主要包括温度、湿度、气压等因素的变化,这些因素的变化可能会导致系统中的传感器、执行元件的性能产生变化,从而对控制系统的稳定性产生影响。

在特殊工业环境中,如高温、高湿或者腐蚀性环境下,物理环境变化对DCS控制系统的影响尤为突出。

针对物理环境变化对DCS控制系统的影响,可以采取一系列的防护措施。

工业自动化控制系统的抗干扰技术分析

工业自动化控制系统的抗干扰技术分析

工业自动化控制系统的抗干扰技术分析随着工业自动化水平的不断提高,工业控制系统在生产过程中起着越来越重要的作用。

在现实生产环境中,各种干扰因素经常会给工业自动化控制系统带来一系列问题,如信号失真、控制误差等,严重影响了系统的稳定性、可靠性和性能。

提高工业自动化控制系统的抗干扰能力成为了亟需解决的技术难题。

本文将对工业自动化控制系统的抗干扰技术进行深入分析,为工业自动化领域的技术研发和实践提供有力支持。

一、工业自动化控制系统的干扰来源及特点工业自动化控制系统的干扰来源主要包括电磁干扰、机械干扰、温度变化、供电干扰等。

电磁干扰是最为常见和严重的一种干扰形式。

它不仅来自于外部环境中的电磁辐射,还可能由于系统内部的电磁干扰源,如电机、变频器等设备产生。

机械干扰主要来自于设备的运行、振动和冲击,在这种情况下,会导致传感器失灵、信号失真等问题。

温度变化对控制系统的干扰主要体现在传感器及电子元器件的工作温度范围内的波动。

供电干扰则包括电源电压波动、谐波干扰、电源噪声等,对于控制系统的正常工作有较大影响。

干扰的特点主要包括高频、低频、大幅度和突发性。

由于工业生产环境的复杂性,控制系统往往要在恶劣的环境中工作,因此对干扰的抗性要求较高。

工业自动化控制系统的稳定性和可靠性要求也较高,这就要求控制系统的抗干扰技术必须具有一定的鲁棒性和强健性。

目前,对工业自动化控制系统的抗干扰技术研究主要包括以下几个方面:信号处理技术、电磁兼容技术、隔离技术、滤波技术和自适应控制技术。

1. 信号处理技术信号处理技术是工业自动化控制系统抗干扰的重要手段之一。

它主要包括对信号进行采样、滤波、放大、数字转换等处理,以提高信号的抗干扰能力。

滤波技术是信号处理技术中的核心内容,它能够有效地去除信号中的干扰成分,提高信号的纯度和可靠性。

采用数字信号处理技术对信号进行处理,能够更好地抑制干扰,提高信号的抗干扰性。

信号处理技术在工业自动化控制系统的抗干扰中具有重要作用。

工业自动化控制系统的抗干扰技术分析

工业自动化控制系统的抗干扰技术分析

工业自动化控制系统的抗干扰技术分析
工业自动化控制系统是指利用计算机和现代控制技术对工业生产过程进行全面、快速、准确的监控和控制,从而提高生产效率和质量的自动化系统。

工业控制系统受到外部干扰
的影响,如电磁干扰、噪声干扰、温度变化、震动等,这些干扰会导致控制系统正常运行
的困难,因此需要采取一些抗干扰的技术手段来保证系统的稳定性和可靠性。

一、电磁干扰抗干扰技术
1.屏蔽技术:利用屏蔽材料对关键部件进行屏蔽,以防止外界电磁干扰的进入。

对于
电缆等传输线路,采用屏蔽电缆进行布置。

2.滤波技术:通过滤波器对输入信号进行滤波处理,滤除高频噪声,以减小对控制器
的干扰。

3.接地技术:合理的系统接地可以减小电磁干扰的影响。

通过增加接地电阻、加强地
线连接等手段来提高系统的抗干扰能力。

1.信号调理技术:通过信号调理器对输入信号进行放大、滤波、去噪等处理,以提高
信号的质量和稳定性。

2.差分输入技术:对于传输线路较长的情况,可以采用差分输入的方式,以减小噪声
的干扰。

三、温度变化抗干扰技术
1.温度补偿技术:对于受温度影响较大的传感器和执行器,可以采用温度补偿技术,
通过对温度进行实时监测和补偿来提高系统的精度和稳定性。

2.热控技术:对于温度敏感的元件,可以采用热控技术来控制其工作温度,以提高系
统的稳定性和可靠性。

四、震动抗干扰技术
1.机械减振技术:通过在机械结构中加入减振装置来减小震动对系统的影响。

2.信号处理技术:对于受到震动干扰的信号,可以采用信号处理技术对其进行滤波和
修复,提高系统的稳定性。

自动控制系统干扰问题的探讨及抗干扰措施

自动控制系统干扰问题的探讨及抗干扰措施

从 事 工 业 自动 化 现 场 安 装 调 试 和 使 用 自动
控 制 系 统 时 经 常 被 干 扰 问 题 所 困 扰 。 干 扰 产 生
的原 因是 非 常复 杂 的 , 类 和 现象 也 多种 多样 。 种
l 十 I 计机 口L 机 口l 算 算
其 产 生 的 影 响 轻 则 使 信 号 出 现 偏 差 ,重 则 出 现 错 误 的 控 制 动 作 、 机 、 生 安 全 Conr y t m ig a i1 t s se da r m ol
1 干扰 的种 类 和 传 播 方 式
干 扰 的种 类 可 大 体 分 为 浪 涌干 扰 、 电火 花 干
作 者 简 介 : 春 鸣 (9 7 )男 , 王 15一 , 高级 工 程 师 , 究 方 向 为 自控 系统 的稳 定 性 及 自动 化 仪 表 。 研
自动 化 与 仪 表
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扰 、 电 干扰 等等 。从传 播 方 式 来 分 可 以分 为 电磁 静 辐射 干 扰 和传 导 干扰 ; 以干 扰 信 号 的频 率 来 分 可 以
分 为高 频 干扰 和 低 频干 扰 ; 当然 还 有许 多 分 类 的方
关 键 词 : 干 扰 ; 制 系统 ; 靠 性 ; 抗 控 可 电源 隔 离 ; 号 隔 离 信 中图 分 类 号 : P 3 T 2 文 献 标 志 码 : B
Dic s o t e Dit r a c Pr b e i t e Aut m a i Co t o S s e a d sus f h su b n e o lm n h o tc n r l y tm n
法 , 常 可 以将 干扰 分 为 系统 内部 干扰 和 系统 外部 通

PLC控制系统中抗干扰措施论文

PLC控制系统中抗干扰措施论文

试析PLC控制系统中的抗干扰措施【摘要】随着自动化程度的不断发展,自动控制在生产中越来越重要。

但是在其应用的过程中,常会受到相应干扰源的限制,而使其不能更好的发挥作用。

在这种情况下,就应该对plc控制系统中干扰源进行分析,并在此基础上找出控制plc控制系统干扰措施。

本文主要从plc控制系统干扰源、plc控制系统干扰措施出发,对plc控制系统中的抗干扰措施进行分析。

【关键词】plc控制系统;抗干扰;措施plc控制系统作为自动化生产中重要组成部分,其在工业生产中有重要的作用。

plc控制系统不仅具有较强的可操作性和可靠性,同时也能较好的适应外部恶劣环境,凭借其优势在工业生产中已经得到了广泛应用。

但是在其使用过程中,常会受到外界干扰,而使其不能更好的发挥作用。

如何将plc控制系统更好应用在现代化工业自动化生产中,已经成为相关产业值得思索的事情。

1 plc控制系统中的抗干扰源1.1 受电源干扰plc系统是由电网进行供电的,然而电网覆盖面积比较广,在电网传播过程中常会受到空间电磁的干扰,这样就会使电压、电流受到干扰,进而使电源受到干扰。

特别是当大型设备、交流传动装置、电网短路的冲击,会通过相应的电路将干扰传到电源边,进而影响plc控制系统正常运行。

1.2 受接地干扰plc控制系统在接地不规范的情况下,也会出现引起相应的干扰。

就plc控制系统来说,接地是十分重要的,正常情况下,plc 控制系统能与交流地接线、系统接地线、保护接地线及屏蔽接地线进行连接。

但是在实际应用的过程中,常会因为安装和维护中的一些人为因素或非人为因素,而使与plc控制系统线连接的地线出现一些漏洞,相应的电磁干扰会通过这些漏洞对plc控制系统进行干扰。

接地线安装问题,也会因各个接地电压不同而出现电位差,甚至会引起接地闭合环流电流,这些闭合环电流会在电磁场的感应下产生感应电流,感应电流和信号线路之间产生相应磁场的影响,而使plc控制系统无法运行。

工业自动化控制系统的抗干扰技术分析

工业自动化控制系统的抗干扰技术分析

工业自动化控制系统的抗干扰技术分析工业自动化控制系统的抗干扰技术是指采用各种方法和措施,来消除或抑制在系统中出现的各种外来干扰,确保系统的可靠性、稳定性和正确性。

随着工业自动化控制系统的应用越来越广泛,对抗干扰技术的要求也越来越高。

在工业自动化控制系统中,主要的外来干扰包括电磁干扰、电力干扰、地线干扰、热干扰等。

下面介绍几种主要的抗干扰技术。

1. 屏蔽技术屏蔽技术是通过在电气设备的内部或外部包覆屏蔽材料,来防止电磁波向设备传递,从而达到抑制干扰的目的。

屏蔽技术的优点是结构简单、易于实现,但其缺点是耗费的成本较高,生产周期较长。

2. 线路设计正确的线路设计能够显著地降低外部干扰对系统的影响。

对于电源线、信号线、地线的设计,需要充分考虑其长度、布局位置以及电器元件的受电量。

例如,在连接耦合器时,最好将信号和电源线相分离,并采取盐稳压、滤波等措施,以保证干净的电源线。

3. 综合降噪技术综合降噪技术包括软件和硬件两种方式。

在软件方面,可以通过编写程序对采样数据进行处理以降低噪声,还可利用滤波技术进行降噪。

在硬件方面,可以采用例行的电气清洗和维护,以保障系统的正常运行。

4. 外部配套设备防护工业自动化控制系统中的外部配套设备, 如变频器等, 也经常会出现影响系统正常工作的干扰, 因此需要采取防护措施, 确保其正常工作。

常见的方法包括: 在配套设备关键部分的电路上添加RC滤波器, 使用交流滤波器和电源滤波器等。

总结:上述抗干扰技术不仅可以降低电器元件被外部干扰的风险, 还能大大提高设备的可靠性和性能。

因此, 工业自动化控制系统中必须要考虑到抗干扰技术的应用, 以增强其稳定性和可靠性。

控制系统的抗干扰性能研究

控制系统的抗干扰性能研究

控制系统的抗干扰性能研究摘要:在以往的控制系统中,dcs所发送的信号时常受到不同程度的干扰,甚至达到影响正常生产和设备安全的程度;产生干扰的原因很多,但系统接地等因素是主要原因;本文拟就其干扰源进行分析,并提出抗干扰的具体措施。

关键词:控制系统干扰接地系统抗干扰安全措施中图分类号:tn9 文献标识码:a 文章编号:1007-9416(2012)11-0012-021、前言控制系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键,dcs 控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行。

由于生产过程的高度复杂和高度自动化,操作人员对自动控制系统的依赖性越来越大,如果系统中出现故障,不但会破坏被控设备、危及操作人员的安全,而且仅仅短期停车造成的损失就会超过系统本身的价格。

因此,研究dcs系统安全、可靠地运行有着极其重要的意义。

尤其在系统的抗干扰方面。

2、主要干扰源及抗干扰性能分析现场生产经验表明,控制系统的干扰源主要来自大型的转动设备如大功率电机、空压机等,而研究表明,某些流速高,电导率强的工艺介质,在特殊情况下,由于存在特定场合的切割磁力线运动,也会对控制系统的信号传输造成干扰。

传统的抗干扰措施分别是加强外在保护(如严格按照规程进行接地系统的配置)和提升自身设备性能(dcs电源的安全配置),前者主要是提高控制系统接地系统的设计,后者关键在于提高控制系统自身的风险抵抗能力,实现dcs电源的安全配置。

2.1 dcs接地系统接地系统对于dcs极为重要,不恰当的接地会造成极其严重的干扰,而正确的接地是抑制干扰、保证系统安全的有效措施之一;为了dcs系统的可靠运行,设计时必须考虑其接地问题。

工厂中接地的种类繁多,主要有工作接地、保护接地、屏蔽接地、防静电接地和防雷接地等。

其组网状态除防雷接地外,其它接地一般可与电气接地网共地,但是要严格区分不同性质的地,做到不混接;不同性质的地用分干线接入各自的汇流板,也可以直接接入总汇流板中,各汇流板用总接地干线接入公共接地网,以上接地网最终汇入一点接地。

工业自动化控制系统的干扰及预防措施

工业自动化控制系统的干扰及预防措施

工业自动化控制系统的干扰及预防措施摘要:随着社会以及经济的的快速发展,工业的发展也极为迅速,尤其是自动化控制系统的发展,为工业的发展做出了巨大的贡献。

但是同样随着工业发展的脚步越来越快,工业自动化控制系统在实际操作中所存在的问题也逐渐凸显出来,这些问题对工业自动化控制系统的运作带来不良影响。

如何做好工业自动化控制系统的抗干扰工作也成为工业自动化控制系统安全运行的重要工作。

本文主要就当前的工业自动化控制系统中常见的一些干扰源进行了阐述,分析了其产生的原因,并且就问题提出了相应的抗干扰措施。

关键词:工业自动化控制系统抗干扰技术分析前言:近年来,工业自动化控制系统在我国的工业发展中占有举足轻重的作用,社会经济在不断地发展,工业化水平也在不断的提高。

工业自动化控制系统在运行的过程中,会受到多种干扰源的干扰。

不仅如此,由于干扰源种类多种多样,抗干扰的工作变得极其复杂,只有将这些影响因素逐一解决,才能使得工业自动化得到较好的发展。

想要将这些问题解决,就必须分析并指出其干扰源,并进一步地制定出能有效解决问题的相应措施。

一、工业自动化控制系统主要的干扰源分析工业自动化控制系统是工业生产中的重要组成部分,运行效率直接与工业的发展有着一定的影响。

就当前工业自动化控制系统的分析来看,在很多情况下都会受到干扰的情况,而干扰源主要来源于宽频干扰源、辐射性干扰源、连续性干扰源、技术性干扰源、导体性干扰源等,每种干扰源给系统带来的危害有一定的差异性,工业自动化控制系统的抗干扰技术也逐渐被重视。

(一)通过电源线引入的干扰通过电源线引入的干扰是工业现场较为常见的一种。

这类干扰主要是有两个方面的来源,一是直接通过供电电源系统窜入控制系统中,二是通过供电电源的耦合而进入控制系统。

由于常见的控制系统是由电网的电源进行供电的,许多因素会对控制系统造成影响和干扰,例如电网的波动、大功率用电设备的开启或停止、电网短路的暂态冲击等等都会通过输电电源线路传送,对控制系统带来一定的影响。

探析自动化控制系统的抗干扰设计

探析自动化控制系统的抗干扰设计

输 出端 的处 理 ,是 这 一干 扰 源 解 决 的 关 键 。在 实 际情 况 下 ,一般 使 用输 出 电抗 器 或 过 滤器 来 减 少 变 频 器 因为 变 频 造 成 的感 应 电 流 。实 际 上 ,这 种 措 施 不 能 从 根 源 上 解 决 这 一干 扰 源 ,只 能最 大 的 减 弱。 即 使 在 实 际 中 ,增 加 了以 上 防 范 措 施 ,但 是 还 有 一 定 的 感 应 电 流 ,然 而 已 是 非 常 的 小 了 , 对 系统 的一 些精 密仪器 损伤 可 以忽略不 计 。
正 常 工 作 的 现 象 。P C控 制 系 统 在 工 作 进 行 中 , L 还 具 备通 讯 功 能 。 当 空 间辐 射 国强 时 ,通 讯 设 施 的 通 信 线路 产 生感 应 电流 ,使 得 通 讯 功 能 下 降 甚 至不 能进 行 ,对数 据 的有效 传输 产生 很大 的影 响 。 4 )来 自其 他 信 号 的干 扰 。随 着现 代 电子 产 业
收稿日期:2 1— 9 0 0 1 0 —3 作者简介:陶权 (9 3 16 一),男,广西南宁人 ,副教授 ,工程师,研究方向为工业 自动化。 [2 ] 第3 卷 第2 1 6 4 期 2 1—2 下) 02 (
务l 訇 似
的 发 展 , 电子 设 备 运 用 广 泛 。 如 雷 达 、手 机 、电
0 引言
P C是 一种 基 于微 型 计 算 机 技 术 发 展 起 来 的 L

受 到外 界 各 种 磁 场 的干 扰 ,造 成 电 流 在 传输 的过
程 中 发 生 改变 ,改变 的 电流 产 生 感 应 电流 。这 些 产 生 的感 应 电流 通过 电 网的传 输 线 传 送 至 P C控 L 制 系统 的 电源 开 关 。 因 此 ,使得 控 制 系统 不 能 正

工业自动化控制系统的抗干扰技术初探

工业自动化控制系统的抗干扰技术初探

经验交流Digital Space P .143卖和找钱的功能。

参考文献[1] 谭浩强.C 程序设计第四版.清华大学出版社,2010.06.作者简介刘磊,1994年10月,男,汉族,沈阳工学院,学生。

金亚玲( 通讯作者),1978 年10 月,女,汉族,辽宁人,沈阳工学院, 教师,副教授,硕士学位,研究方向:智能控制。

电气控制技术与PLC 的论述王森 郭锐 沈阳工学院信息与控制学院摘要:随着现代现代社会不断发展,我们在电气控制方面去得了极大的进步,自动化控制更是其中的重要一环,而自动化控制是通过可编程控制器PLC 来实现的,可编程序控制器是一种以计算机(微处理器)为核心的通用工业控制模式,目前已被广泛地应用于工业生产的各个领域。

关键词:电气控制设计 PLC 产生与发展1 电气控制系统1.1电气控制系统的设计:一个是原理设计,要满足生产机械和加工工艺的各种控制要求;另一个是工艺设计,要满足电气控制装置本身的制造、使用以及维修的需要。

原理设计决定着生产机械设备的合理性与先进性,工艺设计决定着电气控制设备的生产可行性、经济性、造型美观和使用维护方便等。

1.2电气控制系统的设计原则:满足生产机械和工艺过程的要求;控制线路应简单、经济;保证控制线路工作的可靠和安全;设置完善的保护环节;操作、使用、调试与维修方便。

2 PLC 的产生与发展在PLC 出现之前,机械控制及工业生产控制是用工业继电器实现的,在一个复杂的系统中,可能要使用成百上千个各式各样的继电器,接线,安装的工作量很大。

如果控制工艺要求发生变化,控制柜内的原件和接线也需要作相应的改动,但是这种改造往往费用高、工期长,以至于有点用户宁愿扔掉旧的控制柜,去制作一台新的控制柜。

继电器控制的这些固有缺点,给日新月异的工业生产带来了不可逾越的障碍。

由此,人们产生了一种运球新型控制装置的想法。

随着微处理技术的发展,PLC 也得到了迅速发展,其技术和产品日趋完善,它不仅以其良好的性能满足了工业生产的广泛需要,而且将通信技术和信息处理技术融为一体,是其功能更加完备。

DCS控制系统应用中的抗干扰问题分析

DCS控制系统应用中的抗干扰问题分析

DCS控制系统应用中的抗干扰问题分析DCS控制系统是一种用于工业自动化领域的分散式控制系统,它可以实现对生产过程的监控和控制,从而提高生产效率和产品质量。

在实际应用过程中,DCS控制系统常常会面临各种干扰和噪声,影响其正常的工作和控制效果,因此如何有效地抗干扰成为了DCS控制系统应用中的一个重要问题。

本文将针对DCS控制系统应用中的抗干扰问题进行分析,并提出相应的解决方案。

1. 工业环境的复杂性在工业生产现场,存在着各种各样的电磁干扰源,如变频器、电机、电炉等,这些设备会产生各种频率的噪声和干扰信号,对DCS控制系统的传感器和信号传输线路造成干扰,影响系统的正常运行。

2. 通信信号的稳定性3. 系统的稳定性DCS控制系统是一个包含多个子系统和模块的复杂系统,各个子系统和模块之间存在着复杂的耦合和交互关系,一旦受到外部干扰,可能引起系统失稳或者产生振荡,从而影响系统的控制效果和安全性。

二、DCS控制系统的抗干扰解决方案1. 设备和线路的屏蔽和隔离针对工业环境中存在的各种电磁干扰源,可以通过对传感器和信号传输线路进行屏蔽和隔离来减小外部干扰对系统的影响。

比如使用屏蔽罩来包裹传感器和信号传输线路,选择抗干扰性能好的传感器和信号传输设备等。

2. 信号处理技术的应用采用信号处理技术对传感器采集到的信号进行处理,提取出有效的信息,抑制干扰信号,从而提高系统的抗干扰能力。

比如采用滤波器对信号进行滤波、采用数字信号处理技术对信号进行处理等。

3. 多级冗余和容错设计在DCS控制系统中引入多级冗余和容错设计,通过备用设备和冗余通信线路来提高系统的可靠性和抗干扰能力。

当主设备或通信线路发生故障或受到干扰时,系统可以自动切换到备用设备和通信线路来保证系统的正常运行。

4. 系统参数的自适应调整DCS控制系统可以通过自适应控制算法实时调整系统的控制参数,以适应工业环境中的不确定性和干扰,从而提高系统的控制精度和稳定性。

比如采用自适应PID控制算法来实时调整控制参数,根据系统的实际工作状态来调整控制策略等。

DCS控制系统应用中的抗干扰问题分析

DCS控制系统应用中的抗干扰问题分析

DCS控制系统应用中的抗干扰问题分析DCS控制系统是工业自动化控制的重要手段之一,广泛应用于各个领域,如化工、电力、生物制药、钢铁、水处理等。

在实际应用中,DCS控制系统往往会面临各种各样的干扰,如设备故障、电磁干扰、环境干扰等,这些干扰会使DCS控制系统输出错误的控制信号,导致生产出现问题。

因此,DCS控制系统中的抗干扰问题十分重要。

1.电磁干扰问题电磁干扰是指电磁场中的干扰信号对DCS控制系统产生的影响。

在DCS控制系统中,常见的电磁干扰源包括高压电场、电力设备、雷电等。

电磁干扰主要表现为控制信号失真、误差增大、噪声干扰等。

为了降低电磁干扰对系统的影响,应采用抗电磁干扰措施,如采用屏蔽电缆、增加信号放大器、加强接地等措施。

环境干扰是指环境中的温度、湿度、压力等因素对DCS控制系统产生的影响。

在有些场合下,如化工、电力电站等,环境的恶劣程度比较高,易受到污染、高温、高压等影响。

如果对DCS控制系统进行封闭式防护,可以有效降低环境干扰产生的影响。

3.设备故障问题设备故障是DCS控制系统中最常见的干扰源之一。

设备故障主要包括机械故障、电气故障、软件故障等。

当发生设备故障时,控制系统容易失去控制,导致生产事故。

为了防止设备故障对DCS控制系统的影响,应采用预防维护措施,加强设备检修、故障诊断和修理等工作。

4.人为操作失误问题人为操作失误是DCS控制系统中最容易发生的干扰源之一。

人为操作失误可能包括误操作、误判、误调或操作过程中的失误等,这些失误可能导致控制系统出现巨大的控制误差或设备故障。

为了避免人为操作失误对DCS控制系统的影响,应采用完善的操作规程、培训工作、设备锁定等措施,将操作失误减至最小。

综上所述,DCS控制系统应用中的抗干扰问题是一个综合性的问题,需要系统地研究各种干扰源对系统的影响,采取科学有效的抗干扰措施进行防范和整治,以确保系统稳定、安全、可靠地运行,为生产安全和质量提供有力保障。

基于工业自动控制系统抗干扰措施及其运用

基于工业自动控制系统抗干扰措施及其运用

基于工业自动控制系统抗干扰措施及其运用作者:周正华来源:《电子技术与软件工程》2017年第18期摘要目前,工业与科技紧密相联,工业呈现出科技化与自动化。

工业自动化为工业的发展提供了极大的便利,促进了工业又好又快的发展,但是,与此同时也带来了一些问题,如自动化控制系统会受到干扰,从而影响工业的发展。

【关键词】自动化控制系统抗干扰措施抗干扰措施运用1干扰来源及种类工业自动控制系统运用于工业的方方面面。

工业自动控制系统促进工业发展的同时,也容易受到在各种干扰,影响了电控系统的稳定的同时也在一定程度上阻碍了工业的发展。

常见的干扰源有以下几种:辐射干扰:这类干扰产生于电磁场,是最为常见的干扰源,主要为电流感应,射频设备,雷电,高频设备的使用而产生。

一般来说,辐射的干扰是不可避免的,我们不能从根本上切断辐射的干扰,只能在一定程度上减少辐射干扰,譬如增加抗辐射干扰的设备的运用,利用计算机的编程来扰乱电磁波的辐射等。

元件电路干扰:这类干扰产生于工业自动控制系统的内部,是由于工业自动控制系统在运作时其内部的元件与系统电路之间相互作用而产生的一种干扰源。

产生的原因在于,一部分是因为不同的辐射相互作用,相互影响,从而对工业自动控制系统产生影响;另一部分则可能是由于工业自动控制系统内部某些元件相互排斥不能很好的融合。

电源干扰:一般情况下,工业自动控制系统的供电是由电网进行统一供电的。

因此,每当电网系统内部出现一系列的变化时,譬如启动、暂停设备,电流的变化等,都会导致电压变化,电压的不稳定形成了电源干扰,从而干扰工业自动控制系统,造成工业自动控制系统的不稳定。

信号干扰:信号在系统起着非常重要的作用,其作用主要为控制以及传递检测信号,因此,检测信号的传递速度,传递准确度都会影响工业自动控制系统的稳定。

譬如当检测信号传递准确度低,甚至传递了错误的检测信号,就会严重的干扰工业自动控制系统,同时可能引起工业自动控制系统的部分内部元件产生损坏。

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率器件使用场所要特别注意 电源的隔离以及防范电源线路上
的 电磁 干 扰 , 对 电源 要 适 当安 装 避 雷 器 。
( 2 ) 接地系统 设计 。 一直强调工业环境对信 号造成的干扰 , 多 变 的环 境往 往 会 引起 系 统 崩 溃 、 死机 、 测 量 不 精确 等现 象 。 主要原因就是接地系统不合理,因此 有效的抗 干扰措施 就是
1 _ 2常 见干 扰源
干扰源的分类标准 比较多样 , 按 不同的标 准分 类不同。 一
般 可 分 为 自然 干 扰 源 和 技 术 性 干 扰 源 ,根 据 频 率 不 同又 分 为
( 1 ) 电源设计。 P L C电源输入端一定要注意隔离变压器使
用, 对 隔 离变 压 器 的初 、 次 级 绕 组要 分 别 添加 屏 蔽 层 , 避 免 产 生 电磁 感 应 形 成 干 扰 因 素 , 同时 将 屏 蔽 层 可 靠 接 地 ; 另 外 在 大 功
宽频和 窄频 干扰源, 导体干扰源、 电源干扰源、 辐射干扰源 以 及有序 、 无序 ( 泄露) 干扰源 等等。通过长期实践观察就不难 发现, 其实工地干扰来源主要有两个方面 : 一 个 方 面 是 变 频 器
和 雷 电 干扰 , 另一方面是线路干扰 , 主 要 是 电流 较 大 引起 的 。
容耦合或者电磁辐射感应形成的 电磁场耦合方式 ,造成 的影 响都不容小觑。
扰源 ; 切 断电磁干扰传播途径 ; 提高装置 自身抗干扰能力 。施 工 前 还 要 考 虑 电源 以及 接 地 系 统 的 设 计 规 划 ,包 括 软 件 设 计
以及 管 线 安 排 。下 面 作 一 些 简 要 分 析 :
1干 扰来 源及 途径 分 类
1 . 1干扰 感应 模型
系统地讲 ,所有用来传输 电磁能量 的装置都有可能成为 干扰源, 即干扰变量 的根源 。干扰源存在 部位 不统一, 系统 内 外都可能会形成干扰源 。 干扰变量容 易与敏感 设备产 生耦合, 发生一系列电磁活动 , 产生较分散 的振幅 和频 率, 不 同程度地
损 害 敏 感 设 备 。其 中 耦 合 方 式 主 要 有 电流 耦 合 、 电感耦合、 电
安装阶段就要充分考虑一系列可能存在 的干扰 因素 ,掌握干 扰源 , 抓住并采取对性措施, 有的放矢, 最大限度地减少一些
不 必 要 的 返 工 费 的 使 用 。其 中抑 制 干 扰 的 基 本 原 则 有 抑 制 干
2 0 1 3年第 9期 ( 总第 1 3 1期 )
信 息 通 信
I N FORM A T1 0 N & COM M U NI CA T1 0NS
201 3
( S u m . N o l 3 1 )
基于工业 自动化控制 系统 的抗干扰措施研 究
李建平
( 江西 中烟南 昌卷烟厂 , 江西 南昌 3 3 0 0 9 6 )
文献标识码 : A
文章编号 : 1 6 7 3 一 l l 3 1 ( 2 0 1 3 ) 0 9 — 0 0 9 1 . 0 1 生电磁感应 , 周 围若存在导线就会使之产生瞬间感应 电流, 感 应电流达 到一定数值就会对 信号接 收产生干扰 。很 多信 号线 在运 行的时候 都会 有干扰信 号产 生影 响周 围线 路,从而 引起
控 制 器 变 化 或 死 机 。对 此 通 常选 用 绝 缘 电缆 ,形 成 屏 蔽 并 将
目前很 多工业生产场地 都安装有 很多控制 设备,如 P L C
( 这 是 由大 规 模 集 成 微 处 理 芯 片 构 成 的可 编 程 控 制 器 ) 、 分 散 型控制系统 ( D CS ) 、 工 业 控 制机 ( I P C ) 以及 各种 复杂 多样 的测
量控制化控制 系统等 。拥有很 多输入输 出接 口,电路工作环 境复杂庞大 , 往往形成复杂恶劣的 电磁环境 , 导致工作信 号经 常受干扰 , 使得工作信 息的收集不准确 , 数据采集 偏差大、 电 压 电流不稳定等事故 , 往往使系统出现失控现象 , 影 响工 作正 常进行 。所 以为 了提高系统整体稳定性就必须采取 一些抗干 扰措施 。 首先各 P L C以及变频器生产商应注意产 品本身抗干 扰性能的提高 , 提 高 自身性 能并避免对其他设备造成影响 。 另
外 各 使 用 商 在 设 计 安 装 设 备 时也 要 注 意采 取 一 定 的措 施 ,预 防 一 系 列 可 能 出现 的干 扰 事 项 。
屏蔽层接地 , 以降低干扰 。
( 3 ) 设 计施 工 引起 的干 扰 。 这 一 类 主 要 是 人 为施 工 以及 一
些工程技术性设计 、 安装 和操 作等一些行为引起 的, 比如 因为 接地系统设计不合理造成系统混乱 引起 的干扰 ,设备高频发 生器距离控制器设计不合理 引起 的等等 。该类干扰主要通过 改善接地 系统 的设计 , 提 高技 术含 量来 解决 。
2 抑制 干扰 的主 要措 施
现代工业工厂设备繁多 ,电路环境复杂繁乱 。很多干扰 都会形成各种耦合而进入控制系统 , 对 控 制 系统 造 成 损 害 。 因 此为保证工业控制系统工作时免受 电磁干扰影响 ,工作人员
必 须 在 设 计 和 维 护 中采 取 一 定 的措 施 抑 制 电磁 干 扰 。在 设 计
完 善 接地 系 统 。接 地 系 统 不 正确 不仅 会形 成 电磁 干 扰 ,还 会 引 起 设 备 向 外 发 出干 扰 , 导致控制系统凌乱 , 自动化控制 系统的受干扰 源进行 分类研 究分析 , 并提 出一些针对性 的适 用于工业 自
动 化 控 制 系统 的 抗 干 扰 措 施 。
关键词 : 自动 化 控 制 系统 ; 抗 干扰 源 ; 途径 ; 抗 干扰 措 施
中图分类号 : T P 2 7 3
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