烟厂电气自动化控制系统抗干扰技术优化策略

一、烟厂电气自动化控制系统抗干扰技术优化的积极意义

1.1 保障生产稳定与产品质量

通过硬件、软件与接地系统抗干扰技术的改善，干扰对电气自动化控制系统的影响得到降低，信号失真、设备误动作等现象减少。在制丝环节，精确的控制使烟叶处理工艺参数稳定，避免因干扰造成的温度、湿度控制失误，保证烟丝质量；卷包环节中，设备运行稳定，包装精度提升，控制系统故障造成的瑕疵减少，产品合格率提高，烟厂生产稳定，产品质量一致。

1.2 降低运维成本与停机损失

抗干扰技术得到改善后，电气自动化控制系统的稳定性有所提升，设备故障出现的次数变少。硬件方面采用屏蔽、滤波以及隔离技术之后，设备被干扰破坏的可能性减小；软件实施抗干扰设计可防止因为程序出错引发的设备不正常情况；接地系统得以改良以后，设备能够安稳地运作，从而让设备的保养周期变长，修理费用下降。而且大大缩减了因为系统故障而产生的生产停止时长，规避了由于停产造成的生产延迟及经济亏损，进而提升了烟厂的生产效率和经济效益。

1.3 提升系统智能化自动化水平

抗干扰技术优化之后给电气自动化控制系统稳定运行赋予了保证，这样就使得该系统可以更精确地搜集数据、执行控制指令，这就给烟厂进一步做到生产过程的智能化监控和自动化控制形成了根基。依靠稳定的信号传输和准确的数据搜集，就可以达成更为精确的生产调度、能源管理以及质量追踪，从而促使烟厂朝着智能化、自动化的方向发展，提升企业在行业中的竞争实力。

二、烟厂电气自动化控制系统抗干扰技术优化策略与实践

2.1 硬件层面抗干扰技术优化

硬件优化方面，屏蔽、滤波和隔离技术很重要。关于电缆屏蔽，烟厂电气自动化控制系统中的信号电缆用屏蔽电缆，模拟信号电缆用双层屏蔽，外层铜网，内层铝箔，而且保证屏蔽层两端可靠接地，形成完整的屏蔽回路。比如连接温度传感器和控制器的电缆，通过这种方式，信号传输的抗干扰能力得到很大改善。设备屏蔽涉及控制器、变频器、传感器等关键设备，这些设备用金属屏蔽外壳来保护，PLC 装在金属控制柜里，既能起物理防护作用，又能屏蔽外界电磁干扰；对精密传感器用特制屏蔽罩单独屏蔽，进一步加强抗干扰性能。

滤波技术的应用，电源滤波在系统电源输入端安装由电感、电容组成的电源滤波器，用低通滤波器防止高频干扰进入电源系统；电源变压器初、次级间加屏蔽层接地，降低电源系统电磁干扰，保证控制器等设备的电源质量。信号滤波，对输入输出信号，模拟信号用 RC 滤波电路或有源滤波电路滤除高频噪声，数字信号用施密特触发器整形滤波。压力传感器模拟信号经 RC 滤波电路滤波后，采集的数据更稳定准确。

隔离技术中，光电隔离利用光电耦合器在信号传输时做到输入输出电路的电气隔离，阻止干扰传播。PLC 输入输出接口用光电耦合器，防止外部干扰进入内部电路，内部干扰也不影响外部设备，还能起电气保护作用。变压器隔离通过隔离变压器完成电源隔离，隔离变压器初、次级没有电气联系，靠电磁感应传能。给控制器、计算机等重要设备单独设隔离变压器，可加强设备电源独立性，减小电网干扰对计算机系统的影响，保证监控数据准确可靠。

2.2 软件层面抗干扰技术优化

软件层面的优化主要集中在算法、冗余设计以及通信协议上。数字滤波算法的使用中，平均值滤波算法在数据采集时，将连续多次采集的数据取平均，如采集温度数据时连续采集 10 次取平均值，降低传感器的测量误差，为温度调节提供准确的数据；中值滤波算法对于存在脉冲干扰的数据采集，将连续采样的数据进行排序，取中间值，在烟厂物料重量检测中，可以去除振动等带来的脉冲干扰，保证物料配比准确。

软件冗余设计，指令冗余在程序设计时对一些关键指令进行重复执行，如PLC 程序中控制电机启停的指令多次输出，即使受到干扰也能正常控制电机启停。软件陷阱与看门狗技术，软件陷阱在程序受干扰跑飞时跳转到错误处理程序重新开始运行；看门狗技术实时监控程序运行状态，一旦发现异常就强制系统复位重启，如工控机使用看门狗技术避免电磁干扰导致死机，保证系统正常工作。

通信协议优化使用可靠的数据校验，如 PLC 与上位机通信采用 CRC 校验，发送数据时计算校验结果一起发送，接收端校验失败就要求重新发送，保证通信数据正确。优化通信方式和介质，在车间有较强电磁干扰时使用光纤通信代替电缆通信，并增加重传机制和流量控制机制，当通信受到干扰时自动重传数据，根据接收端处理能力控制传输速率，保证设备间通信稳定。

2.3 接地系统抗干扰技术优化

接地系统优化包含接地方式选择与系统设计。从接地方式看，单相接地适用于低频信号电路，系统各设备接地线集中连到一点，模拟信号采集电路的传感器等设备接地线接到同接地点，减小地环路干扰，提升模拟信号采集精确度；多点接地用于高频信号电路，设备接地线各自连到就近接地平面，变频器、通信模块等高频设备，外壳及内部电路接地线直接连到机柜接地平面，抑制高频干扰。

接地系统设计方面，接地体设计合理选择铜材、钢材等接地材料以及垂直接地体、水平接地体或者复合接地体形状，采用添加降阻剂或者深井接地等手段降低接地电阻。比如选用复合接地体并且添加降阻剂，把烟厂电气自动化控制系统接地电阻降到 1Ω 以下。接地线设计选好材质和截面积，保证其承载电流能力，尽量短粗以减小电阻和电感；电源、信号、保护接地线要分开布置，各自接到不同接地排再汇入总接地体，从而减小接地系统干扰耦合，改进系统抗干扰性能。

结语：

烟厂电气自动化控制系统抗干扰技术优化属于一项系统工程，通过硬件、软件、接地系统等多层面协同改良，不但优化了系统的抗干扰水平，而且能保证生产稳定、削减成本、促使智能化发展等。在实际操作当中，要依照烟厂具体生产环境和控制系统特性，灵活采用这些抗干扰技术改良办法，还要持续跟踪技术发展，探寻更为先进的抗干扰技术，不断充实和完善电气自动化控制系统的性能，从而为烟厂提供有力支撑。

参考文献：

[1] 解 通 . 利 旧 烟 厂 厂 房 变 电 所 新 增 改 造 设 计 探 讨 [J]. 建 筑 电气 ,2024,43(10):61-64.

[2] 索文博 . 自动化物流系统在 ZT 烟厂原梗生产中的应用研究 [D]. 昆明理工大学 ,2020.