控制系统的抗干扰
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。
电梯控制系统抗干扰分析与措施探讨
电梯控制系统抗干扰分析与措施探讨本文探讨了电磁干扰的基本理论，分析了电磁干扰对电梯控制系统的影响，总结了电梯控制系统的抗干扰技术措施，以期为相关工作者提供参考。
标签：电梯控制系统;电磁干扰;抗干扰技术0 引言电梯工作环境的特殊性导致在其运行过程中会受到诸多因素干扰，如供电系统电源、电磁干扰等。
电源若不能纯正弦波而是带有噪声成分的各种次谐波就容易对电梯控制系统造成影响，进而影响电梯的正常运行。
基于此，为确保电梯使用的安全可靠性，必须对电梯控制系统的干扰因素进行深入研究，并提出相应的抗干扰措施。
1 电磁干扰基本理论1.1 电磁兼容性电磁兼容性指的是电气控制系统或设备在电磁环境中可以不被干扰而能正常运行，同时还不会对其他设备及系统造成影响。
即电磁的兼容性包含两方面内容：（1）在系统及其设备运行中对电磁环境具有一定的抗干扰能力，（2）同时还能确保在系统及其设备正常运行过程中不会对其他系统及其设备产生电磁影响。
1.2 造成干扰因素分析对电气系统及其电气设备产生干扰的因素众多，其中各种元器件、设备、信号、电网谐波、变频器、电源、电机等设备都会通过导线敏感器通道或媒介传播到信号中而形成干扰源，从而对电气系统及其设备产生不利影响。
2 电梯控制系统中电磁干扰分析在电梯控制系统的干扰因素中，电磁因素干扰是最主要因素。
此外，导致电磁干扰的因素有很多，包括电梯控制系统传输通道、电磁干扰源和敏感设备等，其中电磁干扰源可以产生使不带任何信息的和任何信号没有关联的电磁现象，也可以是电磁噪声，也可以是其他信号，或产生于电压变化中，或产生于电流的变化中。
电梯控制系统之所以会受到电磁干扰，一方面是受系统内部设备影响，另一方面是受来自于系统外部设备的影响，即系统内外设备都会对系统造成一定干扰。
其中控制系统内部干扰源主要为印制板电路中的集成芯片和电子元器件，当脉冲电流穿过电路时可能会向外发射电磁波从而对附近的电气设备产生電磁干扰。
而系统外部的通讯设备、电子设备等也可能会互相产生电磁干扰，导致电力系统出现串联谐振，从而影响设备及其系统的正常运行[1]。
常见的plc控制系统抗干扰措施
常见的PLC控制系统抗干扰措施1. 引言PLC（Programmable Logic Controller）是一种常用于工业控制系统中的计算机控制设备。
在实际工业环境中，PLC控制系统常常面临各种干扰源的干扰，这些干扰可能导致系统稳定性下降、数据误差增加甚至系统故障。
因此，在设计和应用PLC控制系统时，需要采取一系列抗干扰措施来降低干扰的影响。
本文将介绍常见的PLC控制系统抗干扰措施，包括电磁干扰、地线干扰、高温环境干扰以及其他常见干扰的应对措施。
2. 电磁干扰的抗干扰措施电磁干扰是PLC控制系统中常见的干扰源之一，它可以导致数据误差、通信故障等问题。
以下是抗电磁干扰的措施：•屏蔽设计：在PLC设备和信号线上添加屏蔽层，以阻隔外部电磁干扰的入侵。
屏蔽层可以采用金属箔、金属编织层等材料。
•磁屏蔽：在PLC设备附近放置磁场屏蔽装置，以减弱外部磁场对设备的影响。
磁屏蔽装置可以采用铁氧体材料制成。
•地线隔离：将PLC设备的地线和电源系统的地线隔离开，防止电磁干扰通过地线传输到PLC设备中。
3. 地线干扰的抗干扰措施地线干扰是指由地线电流引起的干扰，它会导致系统电势差增大、信号失真等问题。
以下是抗地线干扰的措施：•地线去耦：在PLC设备的电源输入端和地线之间添加去耦电容，并将其接地。
去耦电容可以起到隔离地线干扰的作用。
•地线分离：将PLC设备的地线和其他设备的地线分离开，避免地线干扰的相互影响。
•良好接地：确保PLC设备的良好接地，减少地线干扰的发生。
4. 高温环境干扰的抗干扰措施高温环境对PLC控制系统的影响主要体现在PLC设备的散热和温度抗性方面。
以下是抗高温环境干扰的措施：•散热设计：合理设计PLC设备的散热结构，增加散热面积和散热风扇等设备，保证设备在高温环境下正常工作。
•温度抗性选择：选择具有良好温度抗性的元件和材料，确保PLC设备在高温环境下的可靠性。
•温度检测：安装温度传感器，实时监测PLC设备的温度，及时采取散热措施以防止设备过热。
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。
自动化控制系统的抗干扰之小探
自动化控制系统的抗干扰之小探摘要：本文针对自动化控制系统受干扰进行了分析，并提出自动化控制系统减少电压扰动的措施，确保自动化控制系统的可靠运行。
仅供同行参阅。
关键词：干扰；措施；接地方式1、自动化控制系统的干扰分析1）谐波干扰。
由于用电负荷中较多的电子整流器、电焊机、电梯、整流装置，中频逆变电机，弱电子系统、ups等。
2）雷电电磁波干扰。
雷闪也是造成自动化控制系统运行故障和硬件损坏的重要因素之一。
其主要干扰形式表现为雷击电磁脉冲通过电源传输线路和信号、数据传输线路引入设备（装置和系统）的浪涌电压和浪涌电流。
3）地电位的干扰。
自动化控制系统通常为取得一个基准电位而进行接地，该接地点称为接地基准点。
①如果在有几个系统，每个系统都分别取得一个参考地，则在这些参考地之间以及这些参考地与电源变压器中性点的工作地之间，就可能由于单相接地短路电流或电磁感应所引起的，在接地连接线及其与钢筋之间所形成的接地环路中产生感应电流而出现电位差，导致自动化系统运行混乱、出错、死机，甚至毁机事故；②其次，建筑物的防雷装置一旦接闪，雷电流流经防雷引下线、接地装置时就会产生强电压降（如果按雷电流为100 ka，接地电阻为18计算，接地装置上的电压降为100 kv，而防雷引下线上的电压降可达15kv/m以上），使绝缘接地线可能因击穿或电磁感应，而引起自动化控制系统参考地上的高电位通过主机线路板、低压电源线路对变压器接地中性点产生反击，将主机烧毁。
③此外，当雷闪发生，雷云所带的电荷消失时，被束缚在该建筑物顶部的静电感应电荷立即沿着防雷引下线入地，在引下线中产生压降，尽管引下线并联支路数多，电压降幅值比起直击雷电流下行时要小得多，但对自动化控制系统来说，此时所产生的电磁感应以及各层楼板钢筋间所产生的电位差，仍能危及自动化控制系统的安全及运行的可靠性；4）强、弱电并行敷设线路之间分布电容耦合干扰。
采用非屏蔽导线穿塑料管进行敷设，通过强、弱电导线之间存在的分布电容的耦合途径，使得弱电线路产生较高的静电感应电压，导致自动化系统设备电子线路板被击穿；5）采用等电位措施后，tn-s、tn-c-s电源系统对自动化控制系统造成的干扰。
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。
控制系统抗干扰措施
控制系统抗干扰措施控制系统的抗干扰措施是为了保证系统在外界干扰的情况下能够正常运行和工作。
在实际应用中，干扰因素往往较多，包括电磁干扰、机械振动、温度波动等等。
因此，为确保系统的可靠性和稳定性，需要采取一系列的抗干扰措施来提高系统的抗干扰能力。
电磁干扰是控制系统中最常见的一种干扰方式，主要通过电磁波的传播而影响系统的正常运行。
为了有效抵御电磁干扰，可以采取以下措施：1.电磁屏蔽：采用具有良好屏蔽性能的金属外壳或屏蔽罩来阻挡电磁波的传播，减少干扰对系统的影响。
2.策略引入：在系统的设计中，通过良好的布线规划和装置安装方式，降低电路之间的串扰，避免电磁干扰的传导。
3.使用滤波器：在输入输出端口的信号传输线上安装适当的滤波器，滤除不需要的电磁波成分，提高系统的信噪比。
机械振动是指由于设备的震动、冲击或共振现象引起的机械振动干扰。
为了减少机械振动的干扰，可以采取以下措施：1.振动隔离：通过采用弹性材料、减振器等装置来减少机械振动对系统的干扰，有效地隔离振动波的传播。
2.调整装置布局：合理布置安装设备和传感器的位置，避免设备之间的机械振动相互传导，减少干扰的发生。
3.机械结构的改进：通过结构设计和材料的选择来提高装置的抗振能力，降低机械振动的传导和反馈。
温度波动是指环境温度的变化引起的干扰，对温度敏感的系统尤为重要。
为了减少温度波动对系统的干扰，可以采取以下措施：1.温度控制：通过采用恒温设备、温度传感器和温度反馈控制系统，控制系统的工作温度在一个较稳定的范围内，减少温度波动对系统的影响。
2.绝热设计：对系统进行合理的绝热设计，减少外部温度变化对系统内部温度的传导，降低干扰的发生。
3.温度补偿：对温度敏感的元件进行温度补偿，在设计中考虑和修正元件在不同温度下的工作特性，提高系统的稳定性和准确性。
综上所述，控制系统的抗干扰措施需要从多个方面进行考虑和实施。
只有通过合理的设计和有效的控制措施，才能提高系统的抗干扰能力，使系统在外界干扰的情况下依然能够正常工作和运行。
控制系统抗干扰措施
1 传感器抗干扰
一、干扰类型 (1) 机械干扰:
是由于机械的振动或冲击，使传感器系统的敏感和
转换元件发生振动、变形，使连接导线发生位移等，这 些都将影响传感器电路的正常工作。 (2) 热干扰: 设备和元器件在工作时产生的热量所引起的温度波 动以及环境温度的变化等会引起传感器电路的元器件参 数发生变化，从而影响了传感器电路的正常工作。
（5）会对邻近的通信系统产生干扰；
2 变频器的干扰与抗干扰
电磁干扰的抑制与处理
对EMC问题的研究就是对干扰源、耦合途径、敏感 设备三者之间关系的研究。大多数时候解决干扰的基本方
法是：屏蔽、滤波或接地。
2 变频器的干扰与抗干扰
谐波的传播途径是传导和辐射，解决传导干扰主要 是在电路中把传导的高频电流滤掉或者隔离；解决辐射 干扰就是对辐射源或被干扰的线路进行屏蔽。具体常用 方法： (1)变频系统的供电电源与其他设备的供电电源相互独 立，或在变频器和其他用电设备的输入侧安装隔离变压 器或滤波器，切断谐波电流。 (2)在变频器输入侧与输出侧串接合适的电抗器，或在
（2）影响各种电气设备的正常工作，除了引起附加损耗外，还可
使电机产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热，使 电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏； （3）会引起公用电网中局部并联谐振和串联谐振，从而使谐波放 大，使前述的危害大大增加，甚至引起严重事故； （4）会导致继电保护和自动装置误动作，并使电气测量仪表计量 不准确；
以采用滤波、选频、双绞线、对称电路和负反馈等措施。 (4) 采用软件抑制干扰: 对于已进入电路的干扰，用硬件措施又不易实现或不易 奏效，可以考虑在采用微处理器的智能传感器电路中，通过
编写一定的程序进行信号处理和分析判断，达到抑制干扰的
电气控制系统的抗干扰技术措施
电气控制系统的抗干扰技术措施电气控制系统的抗干扰技术措施主要是为了保证系统的稳定性和可靠性，减少外部干扰对系统的影响。
在电气控制系统中，常见的干扰源包括电磁干扰、电压浪涌、电网电压波动、噪声等。
下面将对电气控制系统的抗干扰技术措施进行详细介绍。
首先，针对电磁干扰，可以采取以下技术措施：1.电磁兼容性（EMC）设计：在系统设计的早期阶段，应考虑到电磁兼容性，合理布局电气设备，减少电气设备之间的相互干扰。
2.地线设计：合理设计地线系统，将设备的金属壳体接地，形成完善的地网，以减少电磁辐射。
3.屏蔽设计：对于特别敏感的设备，可以采用屏蔽措施，如金属屏蔽盒，减少外界电磁场对设备的干扰。
4.滤波器设计：在电源输入端加装滤波器，可以将高频噪声滤除，减小对系统的影响。
其次，对于电压浪涌和电网电压波动引起的干扰，可以采取以下技术措施：1.过压保护器：在电源输入端安装过压保护器，当电压超过设定值时，自动切断电源，以保护系统设备。
2.电容器滤波器：在电源线上并联安装电容器滤波器，能够阻抗电网电压变化的高频干扰。
3.稳压器：通过电压稳定器，将电源的输出保持在一个稳定的范围内，避免电网电压波动对系统的影响。
此外，针对噪声引起的干扰，可以采取以下技术措施：1.屏蔽技术：对于特别敏感的电气设备，可以采用金属屏蔽技术，将设备屏蔽起来，减少噪声的干扰。
2.滤波器：在信号输入端设置滤波器，能够将高频噪声滤除，保证输入信号的准确性。
3.悬空引线：对于特别敏感的信号线，可以使用悬空引线的技术，将信号线与其他线路分开，减少噪声的传导。
另外，还有一些通用的技术措施1.输入电源隔离：使用隔离变压器或光电隔离器，将输入电源与外部干扰隔离开来，减少外来干扰的传导。
2.过滤器：在信号线上使用低通滤波器、带通滤波器或高通滤波器，以根据实际需求滤除特定频段的干扰信号。
3.增加缓冲区：通过增加缓冲区，可以减小外部干扰对系统的影响，并提高系统的稳定性。
浅谈自动化控制系统抗干扰
浅谈自动化控制系统抗干扰[摘要]自动化控制系统抗干扰。
一是电源抗干扰，二是接地抗干扰技术。
对于自动化控制系统的调试维护有着一定的借鉴。
【关键词】自动化控制系统；抗干扰现代化的工业，无一例外的使用自动化控制系统。
国际上比较流行的品牌有美国的GE、德国的西门子、法国的施耐德等等；国内比较流行的品牌有和利时、新华等等。
虽然品牌众多，但是究其原理却大同小异，而且各有设计的侧重点，不论哪种系统，经过多年来不断的改进，其稳定性、可靠性和准确性都已非常完善。
但是对于现场安装的控制系统，以上所述的性能都无一例外的有所下降，笔者经过大量的安装调试维护工作之后，总结了一些控制系统抗干扰的经验。
一、自动化控制系统的电源抗干扰不论是进口的还是国产的控制系统，对电源的要求都非常严格，控制系统实现对现场信号的实时监测，对现场进行实时控制，因此要求系统的电源能够保证连续不间断供电。
故大多数控制系统采用双路冗余电源，在一路电源故障时能够实现无扰切换。
为了增加系统的可靠性，有些操作系统还接入了UPS不间断电源。
选用UPS 时要考虑电源的品质，通常对电源的要求为：电压单相220V AC±15%，频率50Hz±1Hz，波形失真率＜3%,且零地电压要小于1V AC;这是由于现在的控制系统内部的芯片工作电压都很低，过大的零地电压可能导致芯片工作异常，甚至导致电子电路的损毁。
如何解决零地电压过高的问题，首先要分析零地电压产生的基本原理：零线电压，为零线电流，为零线电抗，为导线电导率，为线长，为导线截面积。
由于线与线之间产生耦合电感和电容，高次谐波一定在零线、地线之间产生出高频电流，同时可以提高零地电压。
通过对比分析，认识了零地电压产生的原因，就可以找到解决方法：缩短零线长度，增大零线截面积。
根据零线电压公式，当减小L，增大S，随之减小，零地电压也随之降低。
这种方法效果明显，但是受现场的实际情况限制，需在设计构想之初认真研究，不然就难以再次进行改变。
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【摘要】本文对DCS控制系统应用中的抗干扰问题展开分析。
首先从干扰来源和特点两方面入手，详细剖析了干扰对系统的影响和表现。
接着探讨了各种抗干扰方法，其中重点讨论了信号滤波技术的应用和自适应控制系统的设计。
通过研究和实践，总结出DCS控制系统中的抗干扰问题需要综合运用多种方法来应对，而信号滤波技术和自适应控制系统的设计在实际应用中具有重要意义。
最后展望未来研究方向，希望能够进一步完善和改进现有的抗干扰技术，提高系统的稳定性和可靠性。
通过本文的研究，有望为DCS控制系统的抗干扰问题提供有益的启示。
【关键词】DCS控制系统、抗干扰、干扰来源、干扰特点、抗干扰方法、信号滤波技术、自适应控制系统、总结、研究方向、展望1. 引言1.1 DCS控制系统应用中的抗干扰问题分析在DCS控制系统应用中，抗干扰问题一直是控制工程领域中的热点和难点之一。
干扰是指各种外部因素对系统正常运行产生的影响，可能导致系统输出偏离期望值，甚至出现不稳定情况。
在工业控制系统中，干扰来源多样，包括环境变化、电磁干扰、传感器误差、人为操作等多种原因，因此对干扰进行有效的抑制和消除显得尤为重要。
针对干扰问题，研究人员提出了各种抗干扰方法，其中信号滤波技术被广泛应用。
通过对输入信号进行滤波处理，可以有效地去除高频噪声和干扰信号，提高系统的稳定性和精度。
自适应控制系统设计也是抗干扰的一种重要手段。
借助自适应算法，系统能够根据实时反馈信号自动调整参数，以应对不断变化的干扰环境，提高系统的鲁棒性和适应性。
本文将对DCS控制系统应用中的抗干扰问题进行深入分析，探讨干扰来源和特点，介绍抗干扰方法和技术，以期为工程实践提供有益的参考。
2. 正文2.1 干扰来源分析在DCS控制系统中，干扰来源主要包括外部环境干扰和系统内部干扰两种类型。
外部环境干扰包括电磁干扰、温度变化、压力变化等因素对系统信号的影响。
电磁干扰是最为常见的外部干扰因素，它可能导致信号传输中出现噪声、波动等问题，影响系统的稳定性和准确性。
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。
PLC控制系统的干扰源及抗干扰措施
PLC控制系统的干扰源及抗干扰措施PLC控制系统的干扰源主要包括电磁干扰、电源噪声、开关干扰以及环境干扰等。
这些干扰源可能会导致PLC控制系统中的信号干扰、误触发、故障等问题。
为了保证PLC控制系统的稳定和可靠运行，需要采取一些抗干扰措施。
以下将详细介绍PLC控制系统的干扰源及抗干扰措施。
电磁干扰是PLC控制系统中常见的干扰源。
电磁干扰可以通过电缆、接口、线路等途径进入PLC系统中。
电磁干扰会造成PLC系统中的信号干扰，导致PLC输入/输出模块的误触发或失效。
为了抵御电磁干扰，可以采取以下措施：1.使用屏蔽电缆：将PLC系统的输入/输出信号线采用屏蔽电缆，可以有效地减小电磁干扰的影响。
2.增加滤波器：在PLC系统的电源线路中增加滤波器，可以过滤掉电源线上的噪声，减小电磁干扰。
3.设备隔离：对于容易受到电磁干扰的设备，可以将其与其他设备进行隔离，减少干扰的传导。
4.绝缘：对PLC系统中的输入/输出信号线进行绝缘处理，以减少干扰的传递。
电源噪声是另一个常见的干扰源。
电源噪声可能来自于电源本身或者是其他设备在电源线上引入的干扰。
电源噪声会干扰PLC系统的稳定运行，造成信号误触发、系统死机等问题。
以下是一些防止电源噪声的措施：1.使用稳压电源：采用稳压电源可以保证PLC系统的电压稳定，减少电源噪声的影响。
2.增加滤波器：在PLC系统的电源线路中增加滤波器，可以过滤电源线上的噪声，减少电源噪声对PLC系统的干扰。
3.接地处理：良好的接地可以有效地减少电源噪声的传递。
确保PLC系统和其他设备的接地良好，并使用合适的接地线缆。
开关干扰是指当开关设备（如电机、继电器等）开关时，由于电磁感应或接点弹跳等原因造成的干扰。
开关干扰会导致PLC输入/输出模块的误触发、稳定性下降等问题。
以下是一些防止开关干扰的措施：1.使用阻尼元件：在开关设备的输入端口和输出端口上安装阻尼元件，可以减小开关干扰的影响。
2.触发级联：对于容易受到开关干扰的PLC输入/输出模块，可以采用级联触发的方式，将干扰传递到多个模块上，减小干扰对单个模块的影响。
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。
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主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较 严重。
(3)来自电源的干扰
实践证明，因电源引入的干扰造成 PLC 控制系统故障的情况很多，笔者在某 工程调试中遇到过，后更换隔离性能更高的 PLC 电源，问题才得到解决。
PLC 系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，将受到所有 空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，入开关操作浪 涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通 过输电线路到电源边。PLC 电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使 其隔离性并不理想。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，绝对隔离是不 可能的。
PLC 应用中需要注意的问题
PLC 是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就 可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较 强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程 序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动 作，从而不能保证 PLC 的正常运行，要提高 PLC 控制系统可靠性，一方面要求 PLC 生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中 引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。因此 在使用中应注意以下问题：
(2) 分离供电系统
PLC 的控制器与 I/O 系统分别由各自的隔离变压器供电，并与主电源分开， 这样当输入输出供电断电时，不会影响到控制器的供电。如图 1 所示。
图 1 分离供电系统图 2.2 抑制接地系统引入的干扰 PLC 系统分为逻辑电路接地和功率电路接地，有共地、浮地及机壳共地和电 路浮地等三种方式。一般采用控制器与其它设备分别接地方式最好，接地时注意： 接地线尽量粗，一般大于 2mm2 的线接地；接地点应尽量靠近控制器，接地点与 控制器之间的距离不大于 50m；接地线应尽量避开强电回路和主回路的电线，不 能避开时，应垂直相交，应尽量缩短平行走线的长度。 实践证明，接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段，良好的接地方式可在 很大程度上抑制内部噪声的耦合，防止外部干扰的侵入，提高系统的抗干扰能力。 2.3 抑制输入输出电路引入的干扰 为了实现输入输出电路上的完全隔离，近年来在控制系统中光电耦合得到广泛 应用，已成为防止干扰的最有效措施之一。光电耦合器具有以下特点：首先，由于 是密封在一个管壳内，不会受到外界光的干扰;其次，由于靠光传送信号，切断了 各部件电路之间地线的联系；第三，发光二极管动态电阻非常小，而干扰源的内阻 一般很大，能够传送到光电耦合器输入输出的干扰信号就变得很小；第四，光电耦 合器的传输比和晶体管的放大倍数相比，一般很小，远不如晶体管对干扰信号那么
PLC 应用中的抗干扰技术
1 引言 PLC 由于具有功能强、程序设计简介，维护方便等优点，特别是高可靠性、
较强的适应恶劣工业环境的能力，已被广泛应用于各个行业。但由于现场环境条件 恶劣、湿度高、以及各种工业电磁、辐射干扰等，会影响系统的正常工作,因此必 须重视工程的抗干扰设计。
水厂应用中的 PLC 所受的干扰源主要有电源系统引入的干扰、接地系统引入 的干扰和输入输出电路引入的干扰三类。如果 PLC 的干扰问题解决得不好，系统 将无法可靠运行。因此，有必要对 PLC 应用系统中的干扰问题进行探讨。主要本 文分别讨论 PLC 的三种抗干扰技术。
2 抗干扰的技术对策分析 为防止干扰，可采用硬件和软件的抗干扰措施，其中，硬件抗干扰是最基本和 最重要的抗干扰措施，一般从抗和防两方面入手来抑制和消除干扰源，切断干扰对 系统的耦合通道，降低系统对干扰信号的敏感性。
2.1 电源系统引入的干扰 电网的干扰，频率的波动，将直接影响到 PLC 系统的可靠性与稳定性。如何 抑制电源系统的干扰是提高 PLC 的抗干扰性能的主要环节。 (1) 加装滤波、隔离、屏蔽、开关稳压电源系统。 设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从电源线传导到系统中，使用隔离变压 器，必须注意:屏蔽层要良好接地;次级连接线要使用双绕线(减少电线间的干扰)， 隔离变压器的初级绕组和次级绕组应分别加屏蔽层，初级的屏蔽层接交流电网的零 线;次级的屏蔽层和初级间屏蔽层接直流端。 为了抑制电网大容量设备起停(如送水泵等)引起电网电压的波动，保持供电电 压的稳压，可采用开头稳压电源。
(1) 光电耦合输入电路如图 2 所示。其中图 2(a)、图 2(b)用的较多，高电平时 接成形式，低电平输入时接成形式。图 2(c)为差动型接法，它具有两个约束条件， 对于防止干扰有明显的优越性，适用于外部干扰严重的环境，当外部设备电流较大 时，其传输距离可达 100~200m，图 2(d)考虑到 COMS 电路的输出驱动电流较小， 不能直接带动发光二极管，所以加接一级晶体管作为功率放大，需要注意的是图中 发光二极管和光敏三极管应分别由两个电源供电，电阻值视电压高低选取。
图 3 光电耦合输出电路
以上两点是对开关量输入输出信号的处理方法，而对模拟输入输出信号，为了 消除工业现场瞬时干扰对它的影响，除加 A/D、D/A 转换电路和光电耦合外，可根 据需要采取软件的数字滤波技术如中值法、一阶递推数字滤波法等算法。
3 结束语
PLC 控制系统的抗干扰性设计是一个复杂的系统工程，涉及到具体的输入输 出设备和工业现场的环境，在设计抗干扰系统时要求要综合考虑各方面的因素。
怎样解决 PLC 控制系统抗干扰问题
1.概述 随着科学技术的发展，PLC 在工业控制中的应用越来越广泛。PLC 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，系统的抗干扰能力是关系到 整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型 PLC，有的是集中安 装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强 电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高 PLC 控制系统可靠性，设计人员只有预 先了解各种干扰才能有效保证系统可靠运行。
灵敏，而光电耦合器的发光二极管只有在通过一定的电流时才能发光。因此，即使 是在干扰电压幅值较高的情况下，由于没有足够的能量，仍不能使发光二极管发光， 从而可以有效地抑制掉干扰信号。由于光电耦合器的线性区一般只能在某一特定的 范围内，因此，应保证被传信号的变化范围始终在线性区内。为了保证线性耦合， 既要严格挑选光电耦合器，又要采取相应的非线性较正措施，否则将产生较大的误 差。
1．工作环境 （1）温度 PLC 要求环境温度在 0~55oC，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通 风散热的空间应足够大。 （2）湿度 为了保证 PLC 的绝缘性能，空气的相对湿度应小于 85%（无凝露）。 （3）震动 应使 PLC 远离强烈的震动源，防止振动频率为 10~55Hz 的频繁或连续振动。 当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。 （4）空气 避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或 腐蚀性气体的环境，可将 PLC 安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。 （5）电源 PLC 对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干 扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间 的干扰。一般 PLC 都有直流 24V 输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源 时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使 PLC 接收到错误信息。 2．控制系统中干扰及其来源 现场电磁干扰是 PLC 控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之
一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法。因此必须知道现 场干扰的源头。
（1）干扰源及一般分类 影响 PLC 控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是 电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电磁高速产生电磁 波。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对 地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同 方向）电压叠加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测 控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统 I/O 模件损坏率较高的主要原因），这 种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压， 主要由空间电磁场在信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， 这种干扰叠加在来自空间的辐射干扰
空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、 无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分 布极为复杂。若 PLC 系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过 两条路径；一是直接对 PLC 内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对 PLC 通信 内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产 生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和 PLC 局部屏蔽及高 压泄放元件进行保护。
图 2 光电耦合输入电路 (2) 光电耦合输出电路如图 3 所示。为了得到和输入同相的信号，可以采用图 3(a)形式。若要求输出和输入反相，可以接成图 3(b)形式。当输出电路所驱动的元 件较多时，可以加接一级晶体管作为驱动功率放大，其接法如图 3(c)所示。有时为 了获得更好的输出波形，输出信号可经施密特电路整形。
（2）PLC 系统中干扰的主要来源及途径 强电干扰：PLC 系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将 受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。尤其是电网内部的变化，刀开关操作 浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都 通过输电线路传到电源原边。 柜内干扰 ：控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对 PLC 造 成一定程度的干扰。 来自信号线引入的干扰 ：与 PLC 控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效 的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变 送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信 号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由 信号引入干扰会引起 I/O 信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件 损伤。 来自接地系统混乱时的干扰 ：接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手 段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而 错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使 PLC 系统将无法正常工作。