当前，工业自动化控制系统中的硬件是由相关的控制器组成，其内部的线路连接较为精细，所传递的电流及电压较低，致使其易受外界因素的干扰，进而使控制系统不能正常工作。与此同时，控制系统多数都安装在生产现场，环境的复杂性也会导致信号的干扰及误操作现象产生。所以，需要通过科学的方法抑制干扰，进而提升系统的可靠性。
１工业自动化控制系统的干扰源分析
１．１干扰感应模型的分析
干扰源是干扰的起因，存在于系统的内部及外部，而设备在进行电磁能量传输的过程中就会形成干扰源。图１为干扰感应模型。首先，干扰源产生干扰因素，耦合后对工业自动化控制系统的敏感设备进行干扰，影响系统的正常稳定运行。其中，耦合方式包括电流耦合、电容耦合、电感耦合及电磁场耦合。电流的耦合借助于正常的电路，电容耦合借助电场的作用，电感的耦合借助于磁场的作用，电磁场的耦合产生电磁波及辐射感应。这些都具有较大的频率范围及振幅，进而对敏感的自动化控制系统设备造成干扰，致使损害问题发生。
１．２不同干扰源的划分
对于干扰源来说，依据不同的分类标准可划分为不同的种类，如表１所示。其中，类型１为自然及技术干扰源，类型２为导体和辐射干扰源，类型３为宽窄频干扰源，类型４为有无序干扰源，类型５为连续间歇干扰源，类型６为电源干扰源等。借鉴项目实际经验可以获知，工业自动化系统的干扰主要来源于电源干扰及电磁辐射干扰等。

表１　干扰源种类的划分

图１　干扰感应模型
对于辐射干扰来说，其主要为雷电及相关的高频设备产生的电干扰。此种干扰通常没有较好的抑制措施，一般借助合理的方法使电磁干扰的路径减弱，进而减少干扰的产生。与此同时，还可通过屏蔽及隔离等方法进行雷电的防护。
在工业现场中，因为电源线而引起的干扰较为普遍，其主要是以供电电源系统为媒介或耦合的方式产生干扰。针对此种干扰源，可通过改装电缆的方式进行抗干扰的抑制，将信号与动力电缆分开布置。变频器的干扰主要是采取增加隔离变压器及合理布置走线等措施。在设计阶段也需要考虑到干扰因素的影响，并通过合理的方法实现干扰的抑制。
２工业自动化控制系统中干扰的抑制方法
工业现场中，干扰可以通过相互耦合的方式进入控制系统，致使其不能正常稳定地工作。因此，需在设计及施工的过程中采取相关的措施，减少电磁环境对系统的干扰。对于干扰的抑制，需要从源头出发，阻断或降低干扰的传播路径，提升系统的整体抗干扰能力。
２．１设计阶段的抗干扰技术
在电源设计阶段，针对需要大功率器件的环境，应考虑电源线的干扰抑制，可采取加装避雷器等方式。与此同时，在ＰＬＣ的电源输入端隔离变压器，将变压器的不同绕组也加上屏蔽层，且进行接地处理。当信号线被现场的多种因素干扰时，会使系统的数据损坏，甚至造成误操作的现象发生。合理的接地措施可以实现电磁干扰的抑制，也可阻断设备发出干扰，影响其他自动化系统。在工程中，接地的方式可以划分为信号屏蔽接地及安全系统接地等。在接地点的电位分布不均匀时，就会便不同的接地点电位差产生差异性，引起环路电流，通过耦合的方式对系统产生干扰。对于保护接地的电阻要保证小于２Ω，接地点和强电的设备接地点保证１０ｍ以上，且需埋在地下１０～１５ｍ，这样可以有效阻断升高的电位对设备造成影响。需避免多点接地的问题产生，屏蔽层经绝缘处理后连接好，在符合要求的接地点单点接地。为了降低共模的干扰，需在地与信号线间采取电容的并接，同时增加滤波器后可实现差模干扰的降低。
在管线设计阶段，为了有效降低并避免电源线及信号线间干扰问题的产生，需采取合理的措施进行防范。尽量选取金属类信号管道，且与电源线隔开一定的距离。电缆的选取过程中也应兼顾抗干扰因素，选取带屏蔽的双绞线。信号线布置设计的过程中，需兼顾电缆传输的类别，选取不同的信号，且依据传输信号的种类进行合理的分层设计。其中，数字及模拟信号不可放置于一个光缆，且不可与电源线共用光缆。信号线避免接头的出现，且布置时远离大功率器件。
在器件选取阶段，应综合考虑多种因素的影响。在电压需要转化为电流信号进行传输的过程中，要选取ＲＣ或ＡＤ等滤波器，从而消除高频干扰，降低差模干扰造成的影响。与此同时，应用光电隔离及单边接地等措施，提升信号线的共模抑制，进而达到共模干扰消除的目的。
通过隔离模块的形式进行干扰的抑制是一种常见的抗干扰模式。通过实践分析，干扰的电流小于１４ｍＡ 时，通过加增隔离层的方式，可以有效降低干扰，进而提升系统的整体稳定性。
２．２现场施工阶段的抗干扰技术
工业现场环境的不确定性导致大量干扰因素的存在，因此需要专业的技术人员现场指挥施工，这样才可最大限度地降低干扰对系统的影响。在施工的过程中，施工人员需严格依据设计人员制定的规范实施。在进行接地线及强弱电操作时，需严格预留出安全距离。与此同时，施工全部完成后，需依据不同的区域及功能进行有效的测试工作，确保现场达到抑制干扰的效果。
３工业自动化控制系统中抗干扰应用的实例分析
通过上述的分析可知，合理的干扰抑制措施可达到抗干扰的目的，保证控制系统的安全稳定运行。下文以某钢材厂自动化控制系统为例，对抗干扰方法的应用及效果进行介绍。
图２为某钢材厂的自动化控制系统结构图。此自动化控制系统主要涵盖了控制系统、电源系统及执行检测系统。

图２　某钢材厂自动化控制系统结构图
控制由变频器及ＰＬＣ、ＩＰＣ组成，动力源通过ＵＰＳ供给，且使用的传感器均输出弱电压电流信号。因为控制操作室和传感器的距离较长，雷电波可以通过信号线进入，致使系统不稳定。为了解决此问题，在设计过程中将ＵＰＳ的输入及输出均通过避雷器进行干扰防范，将ＰＬＣ、ＩＰＣ及相关的元器件进行接地设置。与此同时，所选取的元器件也综合兼顾了现场的干扰影响。将屏蔽线进行单端接地，避免了因电位差造成的共模干扰。在变频器电源进线端增设了隔离变压器，进而实现电源线传递干扰的抑制。直流及交流变抗器的应用，提升了系统的低频传导对干扰的抑制。
电源系统在设计过程中也充分考虑了干扰抑制，该系统由隔离变压器、配电柜及ＵＰＳ组成，通过一级、二级、三级避雷器实现了高电压及雷电的干扰，同时对各个主要设备也采取了接地保护。
此钢材厂自动化控制系统通过以上抗干扰方法的实施，在运行调试及试生产的过程中未出现信号误操作及死机、电压电流异常侵入的现象，进而达到了抗干扰设计的最初目的，保证了系统的稳定运行效果。
４结论
工业现场环境的复杂性导致抗干扰是一件复杂且系统性的工作，需综合考虑多种因素。干扰的抑制主要要在设计及施工阶段采取科学合理的方法。在设计阶段，应结合施工现场实际情况进行综合的设计及元器件选型；在施工阶段，应严格依据设计规范进行施工，保证施工的质量，进而达到抑制干扰的效果。