自动化控制干扰因素与对策 本文关键词：对策，干扰，自动化控制，因素
自动化控制干扰因素与对策 本文简介：摘要：现代工业发展催生了自动化控制技术，该技术的运用提升了生产活动的效率和安全性，但也面临各类干扰影响。基于此，本文以自动化控制中的干扰因素作为切入点，予以简述，再以此为基础，重点论述相关干扰的应对策略，给出应用屏蔽设备、改善工作环境等建议，并通过仿真实验进行证明，服务后续工作。关键词：自动化控制；
自动化控制干扰因素与对策 本文内容：
摘要：现代工业发展催生了自动化控制技术，该技术的运用提升了生产活动的效率和安全性，但也面临各类干扰影响。基于此，本文以自动化控制中的干扰因素作为切入点，予以简述，再以此为基础，重点论述相关干扰的应对策略，给出应用屏蔽设备、改善工作环境等建议，并通过仿真实验进行证明，服务后续工作。
关键词：自动化控制；磁场干扰；漏电干扰；智能技术；屏蔽设备
自动化控制以计算机技术、PLC技术、单片机技术、通信技术等作为依托，能够半自动或全自动执行生产活动，广泛用于现代工业、农业、制造业等生产领域。自动化控制的关键在于保持高质量的通信，以确保程序得到执行，实时工作信息得到反馈，在实际工作中，多个因素可能对自动化控制产生影响，包括磁场和静电等，需予以优化。本文就自动化控制中的干扰因素和应对策略进行分析。
1自动化控制中的干扰因素
1.1磁场干扰
磁场干扰是最常见的自动化控制干扰因素，可简单分为两种类型，一种是内部磁场干扰，该类干扰带有长期、持续存在的特点，影响一般较小。如自动化设备工作过程中产生电流，电流较大时产生较强的电磁场，影响自动化设备对信号的识别和读取，从而导致干扰。另一种为外部磁场干扰。外部干扰往往带有随机性和非线性特点，影响可能较大也可能较小[1]。在自动化设备控制作业过程中，附近出现大功率机电设备同步启动的情况，电磁场的强度大，可直接影响设备对信号的读取和指令执行等工作。人员利用无线通信方式进行远程交流等行为，也会一定程度上影响自动化控制，因磁场较小影响较为有限。
1.2静电和漏电干扰
各类自动化控制设备均会在持续作业的过程中产生静电，带电小粒子大量富集于设备周边，可引发电火花现象，产生较大的瞬间电磁场，影响自动化控制作业的精度。静电影响受到空间距离、装置功率等因素的制约。漏电干扰的发生率相对较低，多见于恶劣工作环境、老旧设备处。如用于潮湿地区的自动化作业设备，在水汽影响下，线路绝缘功能下降、电压不变的情况下，电阻增加，可导致线路和设备发热、氧化速度加快，带电粒子富集且频繁进行交换，漏电几率增加并影响设备的内部通信和自动化控制[2]。老化的设备则可能出现防护能力下降、带电粒子富集情况，在一些导电性较强的介质作用下，漏电时有发生，产生的瞬时磁场和电火花，影响自动化控制的效果。
1.3其他信号干扰
在自动化控制过程中，设备内部并联开关的启停会产生瞬时较强电流，也有部分环节作业过程中出现高频电路，相较其他部位产生相位差，并对自动化控制工作造成影响，这一破坏作用被称为共模干扰。共模干扰产生后，会持续叠加并使通信信号的强度持续衰减。在此基础上，周边的较小的干扰源破坏作用也可继续叠加，一些频率相近的信号会波及自动化控制系统，导致通信信号失真、自动化作业暂停等问题[3]。
2相关干扰的应对策略
2.1应用屏蔽设备
屏蔽设备是目前应用于干扰控制的常见设备，包括静电屏蔽、磁场屏蔽等。静电屏蔽一般采用金属设施，在暴露于空气中的设备周围放置若干具有理想导电性能的金属结构物，如铝制品、铜制品等，一般屏蔽设备的导电性能应优于保护对象。结构物的另一端接入地下至少0.8m。在设备工作的过程中，静电持续产生，但由于屏蔽设备导电性能较强，静电产生、富集过后直接被导入地下，不会形成磁场，也因此控制了干扰问题。磁场屏蔽的原理与此接近，一般应用高分子复合材料，以较高的分子密度实现各类电磁信号的阻隔。如在大型车间工作的数字化机场，与其他磁场的阻隔一般取重点保护方式，直接于设备自动化控制处外覆高分子材料，或将自动化控制模块置于远离其他电磁场的部位，实现工作保护。
2.2改善工作环境
工作环境改善属于一种管理性措施，可用于漏电、共模以及其他部分干扰问题的应对。如部分工作于极端环境下的设备，应做好周期巡检，了解设备是否存在老化问题、绝缘外皮是否完好、程序参数是否得当、设备工作压力是否过大等。对于降水偏多的区域，需要及时清理积水，避免自动化设备接地部分、外漏部分受到水蚀破坏、氧化。存在漏电风险的设备和区域，应缩短巡检的间隔，如自动化作业设备的外露线路等。对于无法完全避免的干扰，可采取信号过滤的方式保证控制效果。如较为集中的各类自动化作业设备，持续工作的模式下，带电粒子富集影响通信。可应用内置信号放大器提升设备自身对信息的辨识效果，优化局部工作小环境。对于电网带来的高电流影响、同类设备的谐波硬性，可采用电源滤过器等设备进行工作，同时在用电设备（自动化控制的设备）一端建立补偿机制，以控制电流骤然增加导致的干扰。
2.3应用智能技术
以智能技术为依托，建议构建智能化识别模式，应对自动化作业过程中的干扰问题。智能技术的基本思路为借助大数据，获取设备正常工作态势下信号的特征，将其代入到单片机中实现记忆，之后借助集成技术，使自动化作业的系统能够精准辨识各类干扰信号，有效予以排除、获取指令结果，执行默认操作。假定某自动化作业设备在标准工作模式下，内部自动控制通信的信号频率为X，在实际工作中，该设备面临的干扰信号频率会围绕X出现上下波动，这种波动带有模糊化的线性特点，即频率与X越接近，干扰程度越高，设备可接收的信号频率能够以一个数集的形式表现：X=[X-n……X-2;X-1;X;X1;X2……Xn]该数集中，只有X为标准通信信号频率。建议在实际工作中采用K近邻算法进行智能识别。所有信号得到设备的收集后，快速代入到K近邻算法的定义域内，只有最接近K点（即标准的X频率点）的信号得到保留，其余均予以滤除。该模式下，自动化作业设备能够灵敏辨识通信信号，从而间接应对干扰，如果信号失真严重，也可以利用内置放大器进行放大，提升可读性。
3仿真实验
3.1仿真对象和指标
选取某自动化设备为模拟对象，将其工作参数代入计算机中生成虚拟模型。采用参数调整法分别模拟不同干扰环境，并代入智能技术、屏蔽设备和环境改善参数进行模拟。观察设备能够准备进行内部通信，统计通信问题发生率。
3.2仿真过程和结果
实验共进行90次，第1-30次，模拟低干扰环境，以静电干扰、内部干扰为主，记录设备是否出现故障；第31-60次，模拟中等干扰环境，以漏电干扰、老化干扰为主，记录设备是否出现故障；第61-90次实验，模拟强干扰环境，以电流瞬间波动、强磁场干扰为主，记录设备是否出现故障。实验结果见表1：结果上看，低干扰、中等干扰模式下，设备工作无异常。当干扰强度持续上升，达到强干扰等级时，30次实验共出现11次故障，包括执行无法执行7次、指令错误执行4次。直接原因为信号严重衰减、失真。在此基础上，另建立模型实验，通过参数调整，模拟增加高分子材料厚度15%隔离电磁场破坏，另增加设备一端的补偿设备电容量20%，应对电流瞬间波动问题。实验进行30次，保持干扰强度为“强”，30次实验结果较第一次实验明显提升，出现6次信号不可辨识的问题，这表明，改善工作环境、应用智能技术、屏蔽设备，可以提升自动化作业设备的工作性能，应对各等级的通信破坏。以实验为依托，建议在后续工作中充分结合自动化设备工作区域特点、自身通信需求特点，常规改善工作环境，以屏蔽设备进行干扰问题应对，在条件允许的情况下可进一步借助智能技术进行作业保护。
结束语
综上，自动化作业是现代工业发展的重要趋势，也具有理想的可行性，其工作能力优化势在必行。目前影响自动化控制中的干扰因素包括磁场干扰、静电和漏电干扰、其他信号干扰等。应对策略上，建议应用屏蔽设备、改善自动化工作环境，并借助智能技术等保证通信等活动的质量。在仿真实验中，上述措施的价值得到证明，不足之处也得以明确，可作为后续工作的参考，进一步谋求优化。
参考文献
[1]陶书洋,陆诗淇.电子自动化控制装置常见干扰因素及抗干扰对策[J].花炮科技与市场,2019(1):184.
[2]王伟,龚辉.电子自动化控制装置常见干扰因素及抗干扰对策[J].电子技术与软件工程,2018(24):105.
[3]刘贤昊.电子自动化控制装置的常见干扰因素与对策[J].电子技术与软件工程,2017(1):131-132.
作者：田博 徐自强 单位：天津水泥工业设计研究院有限公司
自动化控制干扰因素与对策 来源：网络整理
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