简述工厂现场几种抗干扰的措施

【摘 要】：本文针对工厂复杂的环境，介绍了优化系统以及提高系统运行效率的一些抗干扰的方法和注意事项，减少了系统调试或运行中问题的出现，通过实际的运用验证了其可行性和效果，节省了大量的时间和成本。

【关键词】：干扰、布线、接地

Abstract: This paper according to factory complex environment, introduces some anti interference method and matters needing attention to the optimization system and improve the system efficiency, reduce the system debugging or running problems, through practical application verified its feasibility and effectiveness, save a lot of time and cost.

Key words: interference; wiring; ground

中图分类号：TE41 文献标识码： A 文章编号：

简述：在工厂电气设备安装过程中，由于场地和设计原因，现场的电气设备位置十分复杂，干扰源众多，尤其在工艺要求特殊的地方无法做到干扰源和设备彻底分离，甚至相互重叠，比如作为主控制系统的PLC、DCS和工控机柜往往和重大的干扰源例如变频器柜，大型整流柜处于同一电气室内，而且距离很近，为了减少系统不稳定性和干扰，因此现场的抗干扰措施就显得尤为重要。下面就从几个方面的措施来减少干扰，提提高现场 的稳定性。

一、首先，合理现场布线

1.动力线、控制线以及控制器的电源线和输入输出线应分别配线，隔离变压器与控制器和输入输出之间应采用双胶线连接。将控制器的输入输出线和大功率线分开走线，如必须在同一线槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线最好，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到最低限度。一般控制电缆尽量走托盘桥架，以便形成二次屏蔽。

3、控制器的输入与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。

4、 交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。

护。

二、其次 、正确选择接地点，完善接地系统

良好的接地是保证各种控制器可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。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。完善的接地系统是控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。

一般控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对控制系统的干扰主要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。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。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，屏蔽层内又会出现感应电流，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，影响控制器内逻辑电路和模拟电路的正常工作。控制器工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响控制器的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。

1、 安全地或电源接地

将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地。如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害。

2、 系统接地

控制器为了与所控的各个设备同电位而接地，叫系统接地。接地电阻值不得大于4Ω，一般需将控制器系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统地。

3、 信号与屏蔽接地

一般要求信号线必须要有唯一的参考地，屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地环路”。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在控制器侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接点。

三、合理布局

对机电一体化设备及系统的各个部分进行合理的布局，能有效地防止电磁干扰的危害。合理布局的基本原则是使干扰源与干扰对象尽可能远离，输入和输出端口妥善分离，高电平电缆及脉冲引线与低电平电缆分别敷设等。

对企业环境的各设备之间也存在合理布局问题。不同设备对环境的干扰类型、干扰强度不同，抗干扰能力和精度也不同，因此，在设备位置布置上要考虑设备分类和环境处理，如精密检测仪器应放置在恒温环境，并远离有机械冲击的场所，弱电仪器应考虑工作环境的电磁干扰强度等。

控制器应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。控制器应远离动力线（二者之间距离应大于200mm）。与控制器装在同一个柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联RC消弧电路。通常 ，在工厂现场应单独设计控制室，专门安装如PLC 、DCS和工程师站等弱电易扰的控制器，且应与变频器、低压配电、高频开关电源隔离安装，在空间上对大干扰源进行隔离

四，硬件滤波及软件抗干扰措施

信号在接入工控系统前，在信号线与地间并接电容，以减少共模干扰;在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。

变频器的等高频器件的安装要符合国际电工委员会的要求，符合EMC电磁兼容设计。

此外由于电磁干扰的复杂性，要根本消除电磁干扰影响是不可能的，因此在工控系统软件设计和组态时，还应在软件方面进行抗干扰处理，进一步提高系统的可靠性。常用的一些措施为:使用数字滤波和工频整形采样来有效消除周期性干扰;定时校正参考点电位，并采用动态零点，来有效防止电位漂移;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。

五、结束语：在工厂的现场中，干扰十分复杂，处理起来也很棘手，除了以上提到的通用的减少干扰的措施时；也要针对不同的干扰源使用一些特殊的方法 。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。