自動控制系統(tǒng)的抗干擾措施

自動控制系統(tǒng)的

抗干擾措施摘要：

本文介紹了自動控制系統(tǒng)中干擾產(chǎn)生的原因，抑制干擾的措施，著重介紹了接地在抗干擾中的作用和方法。

關(guān)鍵字：自動控制系統(tǒng)，干擾，接地，安全柵。1、引言

在自動控制系統(tǒng)中，各種信號之間的通信如同血液對人體一樣重要。為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，就得防止信號失真。干擾是導(dǎo)致信號失真的主要因素，而接地是抑制干擾的重要措施。2、產(chǎn)生干擾的原因

1、由于絕緣材料老化，漏電而引入的干擾2、信號傳感器漏電，接觸到帶電體而引入的干擾3、在一些老式儀表和執(zhí)行機構(gòu)中，現(xiàn)場端采用220V供電，有時設(shè)備燒壞，造成電源與信號線間短路，也會造成較大的干擾。電阻耦合引入的干擾電容電感耦合引入的干擾雷擊引入的干擾很多根信號在一起走線，這些信號之間均有分布電容存在，會通過這些分布電容將干擾加到別的信號線上。雷擊可能在系統(tǒng)周圍產(chǎn)生很大的電磁干擾，也可能通過各種接地線引入干擾。

3、干擾的抑制

3.1隔離

①使所有的信號線很好地絕緣，使其不可能漏電，這樣，防止由于接觸引入的干擾；

②將不同種類的信號線隔離鋪設(shè)（在不同一電纜槽中，或用隔板隔開），我們可以根據(jù)信號不同類型將其按抗噪聲干擾的能力分成幾等.

模擬量信號(如熱電偶信號，熱電阻信號等,建議用屏蔽雙絞線連接,必須單獨走線)低電平的開關(guān)信號(一些狀態(tài)干結(jié)點信號,數(shù)據(jù)通信線路等,建議最好采用屏蔽雙絞線，單獨走線）高電平的開關(guān)量的輸入輸出、CATV、電話線，以及其它繼電器輸入輸出信號建議用雙絞線連接，單獨走電纜管或電纜槽

3.2屏蔽

屏蔽就是用金屬導(dǎo)體，把被屏蔽的元件，組合件，電話線，信號線包圍起來。這種方法對電容性耦合噪聲抑制效果很好。最常見的就是用屏蔽雙絞線連接模擬信號。

3.3雙絞線用雙絞線代替兩根平行導(dǎo)線是抑制磁場干擾的有效辦法。每個小絞紐環(huán)中會通過交變的磁通，而這些變化磁通會在周圍的導(dǎo)體中產(chǎn)生電動勢，它由電磁通感應(yīng)定律決定，相鄰絞紐環(huán)中在同一導(dǎo)體上產(chǎn)生的電動勢方向相反，相互抵消，這對電磁干擾起到較好的抑制作用。

3.4雷擊保護(hù)架空信號線耦合干擾必須在計算機輸入端子處采取防雷措施,如裝避雷器，加壓敏電阻、較強的濾波電路等來抑制其干擾我們可用金屬電纜管或槽鋪設(shè)信號線，電纜管或金屬槽有很好的接地3.5接地

電子設(shè)備的接地，是保障設(shè)備安全、操作人員安全和設(shè)備正常運行的必要措施。接地的作用總的來說只有兩種：保護(hù)人和設(shè)備不受損害；抑制干擾；抑制干擾接地又叫工作接地，而前者又叫保護(hù)接地。3.5.1保護(hù)接地

保護(hù)接地是將DCS中平時不帶電的金屬部分（機柜外殼，操作臺外殼等)與地之間形成良好的導(dǎo)電連接，以保護(hù)設(shè)備和人身安全。

操作站工程師站操作站控制室機柜保護(hù)接地的要求和方法：

DCS的所有設(shè)備均有一個保護(hù)地，該保護(hù)一般在機柜和其它設(shè)備設(shè)計加工時就已在內(nèi)部接好，有的系統(tǒng)中已將該保護(hù)地在內(nèi)部同電源進(jìn)線的保護(hù)地（三芯插頭的中間頭)連在一起，有的不允許將保護(hù)地同該線相連，不管哪種方式，CG必須將一臺設(shè)備（控制站、操作員站等）上所有的外設(shè)或系統(tǒng)的CG連在一起，然后用較粗的絕緣銅導(dǎo)線將各站的CG連在一起，最后從一點上與大地接地系統(tǒng)相連，接地電阻必須小于1歐姆。3.5.2工作接地

工作接地是為了使DCS以及與之相連的儀表均能可靠運行并保證測量和控制精度而設(shè)的接地。它分為機器邏輯接地、信號回路接地、屏蔽接地和本安接地。

①機器邏輯接地也叫主機電源地，是計算機內(nèi)部的邏輯電平負(fù)端公共地，也是+5V等電源的輸出②信號回路接地如各變送器的負(fù)端接地，開關(guān)量信號的負(fù)端接地等。

③屏蔽接地模人信號的屏蔽層的接地④本安接地本安儀表或安全柵的接地。這種接地除了抑制干擾外，還有使儀表和系統(tǒng)具有本質(zhì)安全性質(zhì)的措施之一工作接地要求和方法：

大部分系統(tǒng)則指出各種地在機柜內(nèi)部自己分別接地，匯于一點，然后用較粗的導(dǎo)體（銅）將各匯地點朕起來，接到一個公共的接地體上。這里有幾點需要注意：

DCS本身是由多臺設(shè)備組成的，除了控制站以外，還包括很多外設(shè)，而且數(shù)據(jù)也不止一臺，這就涉及到了多臺設(shè)備，多種接地的問題。圖（二）是一種常用的多站接地圖。

注：CG（CabinetGrounding）保護(hù)地，又叫機殼地

PG（PowerGrounding）電源地，又叫邏輯地

AG（AnalogGrounding）模擬地，又叫屏蔽地①模擬地（AG）

模擬地（又叫屏蔽地）是所有的接地中要求最高的一種。幾乎所有的系統(tǒng)都提出AG一點接地，而且接地電阻小于1?。

DCS設(shè)計和制造中，在機柜內(nèi)部都安置了AG匯流排或其它設(shè)施。用戶在接線時將屏蔽線分別接到AG匯流排上，在機柜底部，用絕緣的銅辮連到一點，然后將各機柜的匯流點再用絕緣的銅辮或銅條以輻射狀連到接地點。大多數(shù)的DCS要求，不僅各機柜AG對地電阻＜1?，而且各機柜之間的電阻也要＜1?。

②信號接地的處理

原則上不允許各變送器和其它的傳感器在現(xiàn)場端接地，而都應(yīng)將其負(fù)端在計算機端子處一點接地。但在有些場合，現(xiàn)場端必須接地，這時，必須注意原信號的輸入端子（上雙端）絕對不許和計算機的接地線有任何電氣連接，而計算機在處理這類信號時，必須在前端采用有效的隔離措施。

③安全柵的接地：

在涉及到安全柵的接地系統(tǒng)設(shè)計與實施時，一定要保證D點和B（E）點的電位近似相等。在具體實踐中可以用以下方法解決此問題：用一根較粗的導(dǎo)線將D點與B點連接起來，來保證D點與B點的電位比較接近。另一種就是利用統(tǒng)一的接地網(wǎng)，將它們分別接到接地網(wǎng)上，這樣，如果接地網(wǎng)的本身電阻很少，再用較好的連接，也能保證D點和B點的電位近似相等。

以上討論了幾種接地的方法和注意事項。在不同的系統(tǒng)中，對這幾種接地的組態(tài)要求不同，但大多數(shù)系統(tǒng)對AG的接地電阻一般要求在1歐姆以下，而安全柵的接地電阻應(yīng)小于4歐姆。在自控系統(tǒng)施工過程中，選材、隔離、屏蔽、接地等措施在抑制干擾中起到了至關(guān)重要作用，是提高控制水平的關(guān)鍵。在設(shè)計和施工的過程中都得根據(jù)實際情況，在選材、電纜敷設(shè)方式、接地等