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摘要：外界信号的干扰是自动化施工过程中必须考虑的问题，本文从工程项目施工的角度来分析干扰信号的产生，如何屏蔽外界的干扰信号，确保生产的正常运行了探讨。
关键词： 工业自动化 信号干扰 信号屏蔽 生产运行
中图分类号：F407.67
引言：在科技迅猛发展的今天，工业自动化工程在工业生产过程中越来越占据着举足轻重的位置。因为它是现代先进的工业的大脑和灵魂。在现代工业生产过程中，基本上完全实行集中PLC控制从而减少了人工的参与。这样做的好处是第一是减轻的工人的劳动强度，改善了人们的工作环境。第二是采用PLC系统使过程控制更为精准，减少了人为的失误，提高了劳动生产效率。这样人们就可以坐在主控室里盯着电脑画面通过点击鼠标就能准确无误完成生产过程流畅安全的控制。但是，你是否遇到过电脑突然黑屏，屏幕上各项工况数据返黑，鼠标指挥不灵呢？这就是来自外界信号的干扰，一旦发生这种情况生产就会陷入停顿，甚至导致生产事故的发生。如何才能屏蔽这些干扰，减少这样灾难性事故发生呢的？这是在自动化施工过程中必须考虑的问题。本节从工程项目施工的角度来分析干扰信号的产生，如何屏蔽外界的干扰信号，确保生产的正常运行。
1、干扰信号的来源
1.1来电缆间的相互干扰
在一个有着现代工业自动化的建设工程项目中，电缆的数量少则几万米，多则十几万米，甚至几十万米。这些电缆中有的10KV甚至更高电压（35KV）的高压电力电缆，有的是工厂供电或电力拖动400V的低压电力电缆，有用于控制回路传递信号的220V控制电缆，有传递热工仪表信号4-20mA或0-10mV的仪表电缆，有PLC主站及从站之间交互信号的PRO-FIBUS通讯电缆或超五类双绞线，再或者是光缆。有通讯电话的，有电视监控的，有消防的。总之，林林总总千差万别它们穿梭厂房内的各个电气设备、机械设备间，完成各自不同的任务。当然它们所走过的路径也不尽相同。有沿电缆沟敷设，有穿管敷设，有沿桥架敷设，有直埋敷设。也可能几种方式兼而有之。所以干扰就再所难免了。
1.2电缆间信号干扰的屏蔽
为了避免来自电缆间的相互干扰，首先我们先用电缆的时候除了增加外层屏蔽外，实行对绞双屏蔽，就是每两对线芯之间再加一层屏蔽。进入PLC柜的电缆不选用KVVRP n*1.5——n代表芯数，而选用DJYPVP n*（2*1.5）——n代表对数。电缆头制作过程中，将外层屏蔽和对绞屏蔽编织网作为电缆的专用接地线压至PLC柜内的接地母线上。
其次在电缆敷设过程中，如果是电缆沟，我们采用分层布置：最上面一层是高压电力电缆，往下依次是低压电力电缆，控制电缆，信号仪表电缆，通讯电缆，网缆、消防电缆等；如果电缆沿电缆桥架我们也是分层布置，如果电缆较少，我们一般选用中间加隔板的电缆桥，将电缆按类别分隔开来。同时电缆桥架用专用接地母线和接地网连接起来。其次是电缆穿管敷设时，我们要将钢管焊接地螺栓和接地网连接起来。
最容易受到干扰的就是PLC之间的信号交互的PRO-FIBUS 网络电缆或超五类双绞线。我们一般不要在桥架中敷设，而是采用穿管的方式来实现其路由，如果在桥架中敷设，一般采用全程穿金属软管的方式来解决，同时做好接地。
2.是来自接地系统的干扰
我们知道根据建筑电气工程施工质量验收规范（GB50303-2002）以及冶金电气技术规范GB50397-2007要求，电气保护接地电阻不大于4Ω，一般选用镀锌角钢做接地极即可，而PLC系统接地要求在1Ω以下，要求采用—900*500铜板做接地极。可以说不但是保护设备的需要更多的是“工作”的需要了。但由于距离较近，两个接地网也容易发生蹿扰。
2.1接地系统信号干扰的屏蔽
遇到这样的情况，一般将PLC系统的接地装置在距离电气保护接地装置较远的地方布置，并采用专用接地线引入PLC柜内，形成PLC专用保护接地系统。如果由于受场限制等因素影响，可从附近的既有PLC系统接地干线来引来接入本系统PLC。或者设置隔离带进行隔离。隔离深度要大于电气接地体进入深度，埋入高阻性材料。
3来自盘柜间的干扰信号及屏蔽
在工业自动化安装时，有时为了节约成本将电力盘柜和PLC柜并排布置，这种情况下如果不采取措施，PLC柜和电气盘柜安装在连在一起极易形成干扰。因此在PLC柜安装时，必须用绝缘材料（如绝缘子，绝缘胶皮，环氧树脂）将PLC柜和基础槽钢分隔开来，并用绝缘螺栓加以固定。用不小于16mm2黄绿相间的专用接地线接入PLC柜的接地螺栓上，严禁和槽钢连接。因为电气盘柜和槽钢一般为直接焊接或镀锌螺栓连接。这种情况很多，拿一个小的单位工程来说一个烧结原料厂或是一个水泵房。一般就是将电气柜和PLC柜并排布置在一起在PLC柜内设置一个远程站，通过PROFIBUS或超五类双绞线实现和主控PLC的通讯，从而参与PLC控制系统中来。因此做好盘柜的隔离相当必要。
4工艺设备的干扰及屏蔽
现在的工艺生产过程中，有的工艺设备工作时产生较强的磁场，它们会产生较强的干扰信号。比如高频焊机，电力系统的变频器。它们在工作时产生较强的磁场或高次谐波，叠加在电缆上传入PLC系统，干扰PLC系统的正常运行。
这种情况下，我们除采用封闭桥架保护电缆屏蔽外部信号外，一般将设备加以屏蔽，并接地。如果是变频器柜则设置专用的接地装置。因为变频器会产生较强烈干扰信号。
结束语：当前，工业电气自动化系统对人们的生活和工业生产活动影响都是非常大的，与我们的生活息息相关，在工业生产中，应用电气自动化技术已经是处处可见，因此在工程的每个环节都应该引起足够的重视。尤其是在建的建设工程项目中，前期的工程施工固然重要，但是信号的干扰是个不容忽视的问题，很多情况下由于在工程的前期未引起足够的重视，在施工到联动试车的时候由于在外来信号的干扰导致工业控制PLC系统受到外来信号的干扰，不得返工重做。不但影响试车的正常进行，还会损工耗时，导致施工成本的增加、工期的延误。尤其是在生产过程中由于干扰信号产生的不确定性，会导致生产事故的发生。
参考文献
[1]电气工程施工质量验收规范（GB50303-2002）
[2]冶金電气技术规范（GB50397-2007）
[3]自动化仪表工程施工质量验收规范 （GB50131-2007）
[4]电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范（GB50168-2006）
作者简介：
李燕波，男，1972年生，民族 汉，籍贯 河北省邯郸市邯郸县人。1993年毕业于鞍山钢铁学校，后就职河北冶金建设集团有限公司。在工程建设项目中长期担任电气及自动化专业技术负责人。
关键词： 工业自动化 信号干扰 信号屏蔽 生产运行
中图分类号：F407.67
引言：在科技迅猛发展的今天，工业自动化工程在工业生产过程中越来越占据着举足轻重的位置。因为它是现代先进的工业的大脑和灵魂。在现代工业生产过程中，基本上完全实行集中PLC控制从而减少了人工的参与。这样做的好处是第一是减轻的工人的劳动强度，改善了人们的工作环境。第二是采用PLC系统使过程控制更为精准，减少了人为的失误，提高了劳动生产效率。这样人们就可以坐在主控室里盯着电脑画面通过点击鼠标就能准确无误完成生产过程流畅安全的控制。但是，你是否遇到过电脑突然黑屏，屏幕上各项工况数据返黑，鼠标指挥不灵呢？这就是来自外界信号的干扰，一旦发生这种情况生产就会陷入停顿，甚至导致生产事故的发生。如何才能屏蔽这些干扰，减少这样灾难性事故发生呢的？这是在自动化施工过程中必须考虑的问题。本节从工程项目施工的角度来分析干扰信号的产生，如何屏蔽外界的干扰信号，确保生产的正常运行。
1、干扰信号的来源
1.1来电缆间的相互干扰
在一个有着现代工业自动化的建设工程项目中，电缆的数量少则几万米，多则十几万米，甚至几十万米。这些电缆中有的10KV甚至更高电压（35KV）的高压电力电缆，有的是工厂供电或电力拖动400V的低压电力电缆，有用于控制回路传递信号的220V控制电缆，有传递热工仪表信号4-20mA或0-10mV的仪表电缆，有PLC主站及从站之间交互信号的PRO-FIBUS通讯电缆或超五类双绞线，再或者是光缆。有通讯电话的，有电视监控的，有消防的。总之，林林总总千差万别它们穿梭厂房内的各个电气设备、机械设备间，完成各自不同的任务。当然它们所走过的路径也不尽相同。有沿电缆沟敷设，有穿管敷设，有沿桥架敷设，有直埋敷设。也可能几种方式兼而有之。所以干扰就再所难免了。
1.2电缆间信号干扰的屏蔽
为了避免来自电缆间的相互干扰，首先我们先用电缆的时候除了增加外层屏蔽外，实行对绞双屏蔽，就是每两对线芯之间再加一层屏蔽。进入PLC柜的电缆不选用KVVRP n*1.5——n代表芯数，而选用DJYPVP n*（2*1.5）——n代表对数。电缆头制作过程中，将外层屏蔽和对绞屏蔽编织网作为电缆的专用接地线压至PLC柜内的接地母线上。
其次在电缆敷设过程中，如果是电缆沟，我们采用分层布置：最上面一层是高压电力电缆，往下依次是低压电力电缆，控制电缆，信号仪表电缆，通讯电缆，网缆、消防电缆等；如果电缆沿电缆桥架我们也是分层布置，如果电缆较少，我们一般选用中间加隔板的电缆桥，将电缆按类别分隔开来。同时电缆桥架用专用接地母线和接地网连接起来。其次是电缆穿管敷设时，我们要将钢管焊接地螺栓和接地网连接起来。
最容易受到干扰的就是PLC之间的信号交互的PRO-FIBUS 网络电缆或超五类双绞线。我们一般不要在桥架中敷设，而是采用穿管的方式来实现其路由，如果在桥架中敷设，一般采用全程穿金属软管的方式来解决，同时做好接地。
2.是来自接地系统的干扰
我们知道根据建筑电气工程施工质量验收规范（GB50303-2002）以及冶金电气技术规范GB50397-2007要求，电气保护接地电阻不大于4Ω，一般选用镀锌角钢做接地极即可，而PLC系统接地要求在1Ω以下，要求采用—900*500铜板做接地极。可以说不但是保护设备的需要更多的是“工作”的需要了。但由于距离较近，两个接地网也容易发生蹿扰。
2.1接地系统信号干扰的屏蔽
遇到这样的情况，一般将PLC系统的接地装置在距离电气保护接地装置较远的地方布置，并采用专用接地线引入PLC柜内，形成PLC专用保护接地系统。如果由于受场限制等因素影响，可从附近的既有PLC系统接地干线来引来接入本系统PLC。或者设置隔离带进行隔离。隔离深度要大于电气接地体进入深度，埋入高阻性材料。
3来自盘柜间的干扰信号及屏蔽
在工业自动化安装时，有时为了节约成本将电力盘柜和PLC柜并排布置，这种情况下如果不采取措施，PLC柜和电气盘柜安装在连在一起极易形成干扰。因此在PLC柜安装时，必须用绝缘材料（如绝缘子，绝缘胶皮，环氧树脂）将PLC柜和基础槽钢分隔开来，并用绝缘螺栓加以固定。用不小于16mm2黄绿相间的专用接地线接入PLC柜的接地螺栓上，严禁和槽钢连接。因为电气盘柜和槽钢一般为直接焊接或镀锌螺栓连接。这种情况很多，拿一个小的单位工程来说一个烧结原料厂或是一个水泵房。一般就是将电气柜和PLC柜并排布置在一起在PLC柜内设置一个远程站，通过PROFIBUS或超五类双绞线实现和主控PLC的通讯，从而参与PLC控制系统中来。因此做好盘柜的隔离相当必要。
4工艺设备的干扰及屏蔽
现在的工艺生产过程中，有的工艺设备工作时产生较强的磁场，它们会产生较强的干扰信号。比如高频焊机，电力系统的变频器。它们在工作时产生较强的磁场或高次谐波，叠加在电缆上传入PLC系统，干扰PLC系统的正常运行。
这种情况下，我们除采用封闭桥架保护电缆屏蔽外部信号外，一般将设备加以屏蔽，并接地。如果是变频器柜则设置专用的接地装置。因为变频器会产生较强烈干扰信号。
结束语：当前，工业电气自动化系统对人们的生活和工业生产活动影响都是非常大的，与我们的生活息息相关，在工业生产中，应用电气自动化技术已经是处处可见，因此在工程的每个环节都应该引起足够的重视。尤其是在建的建设工程项目中，前期的工程施工固然重要，但是信号的干扰是个不容忽视的问题，很多情况下由于在工程的前期未引起足够的重视，在施工到联动试车的时候由于在外来信号的干扰导致工业控制PLC系统受到外来信号的干扰，不得返工重做。不但影响试车的正常进行，还会损工耗时，导致施工成本的增加、工期的延误。尤其是在生产过程中由于干扰信号产生的不确定性，会导致生产事故的发生。
参考文献
[1]电气工程施工质量验收规范（GB50303-2002）
[2]冶金電气技术规范（GB50397-2007）
[3]自动化仪表工程施工质量验收规范 （GB50131-2007）
[4]电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范（GB50168-2006）
作者简介：
李燕波，男，1972年生，民族 汉，籍贯 河北省邯郸市邯郸县人。1993年毕业于鞍山钢铁学校，后就职河北冶金建设集团有限公司。在工程建设项目中长期担任电气及自动化专业技术负责人。