自动控制系统的抗干扰措施

自动控制系统的

抗干扰措施摘要：

本文介绍了自动控制系统中干扰产生的原因，抑制干扰的措施，着重介绍了接地在抗干扰中的作用和方法。

关键字：自动控制系统，干扰，接地，安全栅。1、引言

在自动控制系统中，各种信号之间的通信如同血液对人体一样重要。为了保证数据的准确性，就得防止信号失真。干扰是导致信号失真的主要因素，而接地是抑制干扰的重要措施。2、产生干扰的原因

1、由于绝缘材料老化，漏电而引入的干扰2、信号传感器漏电，接触到带电体而引入的干扰3、在一些老式仪表和执行机构中，现场端采用220V供电，有时设备烧坏，造成电源与信号线间短路，也会造成较大的干扰。电阻耦合引入的干扰电容电感耦合引入的干扰雷击引入的干扰很多根信号在一起走线，这些信号之间均有分布电容存在，会通过这些分布电容将干扰加到别的信号线上。雷击可能在系统周围产生很大的电磁干扰，也可能通过各种接地线引入干扰。

3、干扰的抑制

3.1隔离

①使所有的信号线很好地绝缘，使其不可能漏电，这样，防止由于接触引入的干扰；

②将不同种类的信号线隔离铺设（在不同一电缆槽中，或用隔板隔开），我们可以根据信号不同类型将其按抗噪声干扰的能力分成几等.

模拟量信号(如热电偶信号，热电阻信号等,建议用屏蔽双绞线连接,必须单独走线)低电平的开关信号(一些状态干结点信号,数据通信线路等,建议最好采用屏蔽双绞线，单独走线）高电平的开关量的输入输出、CATV、电话线，以及其它继电器输入输出信号建议用双绞线连接，单独走电缆管或电缆槽

3.2屏蔽

屏蔽就是用金属导体，把被屏蔽的元件，组合件，电话线，信号线包围起来。这种方法对电容性耦合噪声抑制效果很好。最常见的就是用屏蔽双绞线连接模拟信号。

3.3双绞线用双绞线代替两根平行导线是抑制磁场干扰的有效办法。每个小绞纽环中会通过交变的磁通，而这些变化磁通会在周围的导体中产生电动势，它由电磁通感应定律决定，相邻绞纽环中在同一导体上产生的电动势方向相反，相互抵消，这对电磁干扰起到较好的抑制作用。

3.4雷击保护架空信号线耦合干扰必须在计算机输入端子处采取防雷措施,如装避雷器，加压敏电阻、较强的滤波电路等来抑制其干扰我们可用金属电缆管或槽铺设信号线，电缆管或金属槽有很好的接地3.5接地

电子设备的接地，是保障设备安全、操作人员安全和设备正常运行的必要措施。接地的作用总的来说只有两种：保护人和设备不受损害；抑制干扰；抑制干扰接地又叫工作接地，而前者又叫保护接地。3.5.1保护接地

保护接地是将DCS中平时不带电的金属部分（机柜外壳，操作台外壳等)与地之间形成良好的导电连接，以保护设备和人身安全。

操作站工程师站操作站控制室机柜保护接地的要求和方法：

DCS的所有设备均有一个保护地，该保护一般在机柜和其它设备设计加工时就已在内部接好，有的系统中已将该保护地在内部同电源进线的保护地（三芯插头的中间头)连在一起，有的不允许将保护地同该线相连，不管哪种方式，CG必须将一台设备（控制站、操作员站等）上所有的外设或系统的CG连在一起，然后用较粗的绝缘铜导线将各站的CG连在一起，最后从一点上与大地接地系统相连，接地电阻必须小于1欧姆。3.5.2工作接地

工作接地是为了使DCS以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。它分为机器逻辑接地、信号回路接地、屏蔽接地和本安接地。

①机器逻辑接地也叫主机电源地，是计算机内部的逻辑电平负端公共地，也是+5V等电源的输出②信号回路接地如各变送器的负端接地，开关量信号的负端接地等。

③屏蔽接地模人信号的屏蔽层的接地④本安接地本安仪表或安全栅的接地。这种接地除了抑制干扰外，还有使仪表和系统具有本质安全性质的措施之一工作接地要求和方法：

大部分系统则指出各种地在机柜内部自己分别接地，汇于一点，然后用较粗的导体（铜）将各汇地点朕起来，接到一个公共的接地体上。这里有几点需要注意：

DCS本身是由多台设备组成的，除了控制站以外，还包括很多外设，而且数据也不止一台，这就涉及到了多台设备，多种接地的问题。图（二）是一种常用的多站接地图。

注：CG（CabinetGrounding）保护地，又叫机壳地

PG（PowerGrounding）电源地，又叫逻辑地

AG（AnalogGrounding）模拟地，又叫屏蔽地①模拟地（AG）

模拟地（又叫屏蔽地）是所有的接地中要求最高的一种。几乎所有的系统都提出AG一点接地，而且接地电阻小于1Ω。

DCS设计和制造中，在机柜内部都安置了AG汇流排或其它设施。用户在接线时将屏蔽线分别接到AG汇流排上，在机柜底部，用绝缘的铜辫连到一点，然后将各机柜的汇流点再用绝缘的铜辫或铜条以辐射状连到接地点。大多数的DCS要求，不仅各机柜AG对地电阻＜1Ω，而且各机柜之间的电阻也要＜1Ω。

②信号接地的处理

原则上不允许各变送器和其它的传感器在现场端接地，而都应将其负端在计算机端子处一点接地。但在有些场合，现场端必须接地，这时，必须注意原信号的输入端子（上双端）绝对不许和计算机的接地线有任何电气连接，而计算机在处理这类信号时，必须在前端采用有效的隔离措施。

③安全栅的接地：

在涉及到安全栅的接地系统设计与实施时，一定要保证D点和B（E）点的电位近似相等。在具体实践中可以用以下方法解决此问题：用一根较粗的导线将D点与B点连接起来，来保证D点与B点的电位比较接近。另一种就是利用统一的接地网，将它们分别接到接地网上，这样，如果接地网的本身电阻很少，再用较好的连接，也能保证D点和B点的电位近似相等。

以上讨论了几种接地的方法和注意事项。在不同的系统中，对这几种接地的组态要求不同，但大多数系统对AG的接地电阻一般要求在1欧姆以下，而安全栅的接地电阻应小于4欧姆。在自控系统施工过程中，选材、隔离、屏蔽、接地等措施在抑制干扰中起到了至关重要作用，是提高控制水平的关键。在设计和施工的过程中都得根据实际情况，在选材、电缆敷设方式、接地等