摘 要 介绍了在实际工业生产中可能遇到的各种信号干扰，网络干扰的危害以及产生原因和相应的应对措施，并对其进行了详细的分类和说明。并对应现代实际生产中容易忽略的干扰原因作出了相应的阐述，以及给出了在无法确认故障来源情况下恢复生产的方法。而且举出实际工业企业中的实际的生产事故案例来更加详细的介绍各种干扰的危害和实际的各种处理方法。
关键词 干扰；自动控制；工业组网
中图分类号：F42 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）042-125-02
在现在钢铁企业中，各类工业系统中均存在着各种干扰，自动控制系统以及与仪表系统的数据交换的可靠性直接关系到钢铁企业中各种生产设备的稳定运行，系统的抗干扰能力是工业自控系统能够安全，稳定，准确的前提。
1 工业生产中干扰的危害
信号干扰对于工业自动控制系统的危害主要为以下几点：
1）干扰造成的传输错误数据或者传输数据失败，造成客户机或显示仪器的显示错误数据或是无数据显示，会导致实际操作工作者的错误判断和操作，从而引发生产事故。此类为干扰造成的最基本的危害，可在操作者及时发现情况下进行有效的回避和调整。
2）干扰造成的发出错误指令，导致现场设备误动作，直接造成各种严重生产事故或是安全事故，对现场设备伤害大。此类干扰造成的危害较大，需要操作者及时发现，停止或暂缓运行中设备并通知相应人员进行检查。
3）干扰造成的自动控制系统中PLC、变频器等的停机或上位机的操作画面无法操作等，对于现代工业企业中长时间运行的设备会造成非常严重生产事故或者安全事故，对主体现场设备甚至主体生产单位造成不可逆的伤害。
2 工业生产中干扰的来源及产生原因
各种干扰都是有着各自的产生原因和来源，基本可分为以下几类：
1）外部干扰；外部干扰一般可以分为外部线路电磁干扰，电源干扰以及线路接地干扰等问题。
首先外部线路电磁干扰，产生于外部布线混乱，或是外部信号线引入（如与仪表测量连接部分），会导致数据传输失真，中断，严重可导致元件损坏等（在现实工作中经常会遇到模块I/O点的损坏频率过高，大部分都是因为这个原因）。
再次是电源干扰，自动控制系统的各个部分都由电网供电，而电网受到上级影响，或是空间磁场的影响，或是上级电网的波动，或是附近大型设备的启停都会造成电网的谐波对电网产生冲击从而造成干扰。
最后是线路接地，在工业企业中，接地是为了设备安全以及系统抗干扰的主要手段，但当错误接地或是接地混乱（如装置零地不分，或错误的重复接地，或是附近有电焊作业等）则会产生“地环流”，导致对信号回路的干扰，影响PLC的逻辑运算和数据存贮等，造成设备死机，程序混乱，数据出错等严重事故。
2）内部干扰；自动控制系统的组成部分中，变频器环节由于在变频器启动时或运行过程中会产生谐波并对电网产生传导干扰，而且在输出时也会产生电磁辐射影响周边设备的运行。在PLC系统部分，也会由于自身内部元件也会和二次电路间的产生电磁辐射，比如逻辑电路对模拟电路的影响。
3）线路老化；顾名思义，在工业企业中，现场环境纷繁复杂，很多情况下并不能很好的达到屏蔽或抑制干扰的要求。温度，湿度，腐蚀气体，振动等都会造成原屏蔽层或是抑制手段的失效。这在现代工业企业中大量存在并随着时间积累而加大干扰的发生频率，这也是现实自动控制系统中比较容易忽略的部分。
4）网络病毒攻击；目前工业组网越来越复杂，外部网与内部网采集传输并记录数据，工业自动控制系统其中的服务器与客户机之前的数据传输也会遭到病毒的攻击，常见于病毒直接攻击网络交换机，导致数据中断。在现代企业中，这个问题往往被忽略，相应的防范措施也跟不上。
3 工业生产中干扰的解决措施
在了解干扰的严重危害以及干扰产生的原因和途径后，可做出相应的各项应对解决措施。
1）对应外部干扰的情况，首先在最初布线时，必须要注意信号线的屏蔽，不能和动力线路并行，如果条件不允许，必须放入同电缆槽情况下，可考虑将信号线穿金属管或金属软管单独走线，在信号传输长度上尽量缩短，而且输入输出线路不要使用同一根信号电缆，并远离大型启停设备。
再次我们可产用隔离变压器。隔离变压器的主要作用是：使一次侧与二次侧的电气完全绝缘，也使该回路隔离，利用其铁芯的高频损耗大的特点，从而抑制高频杂波传入控制回路。无论是在变频器等设备的一次回路或是PLC模块的供电回路，都可产用隔离变压器来减少来自电网的干扰。
最后在接地问题上，必须在保证现场配电柜或是其他装备接地良好的情况下，区别好零和地，区别好系统地、屏蔽地和保护地等，最重要的信号线要保证有唯一的接地，防止形成“地环流”，信号线上相应地方屏蔽接地必须保证良好（比如编码器接线端、PROFIBUS DP接头的接线端等）。
2）应对内部干扰、可采用隔离器。生产的自动过程中会用到各种自动化仪表、或其他相应设备，会产生各种信号干扰，对自身，对网内其他设备都会造成干扰。采用隔离器后，可将网内各个设备的数据传输分割开来，使干扰无法影响其他设备，既可以发现干扰的来源，又可以不影响其他设备的运行。
3）应对线路老化，在布线初期就要注意，要了解现场实际工作环境，来选取相应的防护等级，并在生产过程中，定期的对设备进行防老化，氧化检查。（如在高炉出铁时会产生大量腐蚀性气体，会对线路造成氧化，此时就需要制定相应的维护周期。）
4）应对病毒攻击，首当其冲的就是要在各个网关设立可更新的防火墙或杀毒软件等，并找寻病毒攻击的方式或病毒攻击的地方，来采取相应的解决措施（如震网病毒和OFFICE病毒等，在网络上都有相应的应对措施），更新杀毒软件、客户端、工控软件等，并制定相应的查毒周期以及紧急备份。
4 工业生产中实际案例及解决措施
在工业企业实际生产中，有各种各样的实际案例可供参考，下面就列举几个实际案例来更加切合实际的说明干扰的影响解决措施：
1）韶关钢铁公司1号高炉突然出现所有变频器故障停车（西门子变频器），报故障F082，复位后恢复正常，但在夜班又再次频繁出现，直到后来上料主卷扬变频器报故障且无法复位，导致高炉休风。
经现场检查确认发现，首先主卷扬编码器电源线与DP线并行铺设（布线问题），再次主卷扬变频器与编码器电源共用220 V/24 V电源（电源干扰），最后在主卷扬线路和槽下线路不同一趟线路供电时，因分两处接地，且部分零地不分，导致“地环流”（接地问题）。从而干扰扩大导致事故发生。
解决措施为重新铺设电源线路以及信号线路，将DP线路信号传输改为光纤线路信号传输，恢复良好的接地系统，在干扰源未找到加装隔离器。
2）韶关钢铁公司6号高炉喷吹二站突然出现操作画面数据显示，且部分阀门无法操作，稀油站自控中断，导致停喷煤粉20分钟。经现场检查发现，稀油站出入的DP线路在电缆槽中与动力线并行（布线问题），且并无起隔离的金属软管，线路外层老化严重（线路老化问题）。故解决措施为，将空压机站PLC系统、稀油站PLC系统与操作室的原DP线改为光纤线路传输，并单独布管布线，与动力线路分割开来。
3）韶关钢铁公司7号高炉，出现部分操作画面数据丢失且无法操作，后发展为全部操作画面无数据显示且无法操作，经检查发现，网络交换机信号灯闪烁过于频繁，故将交换机停送电，所有画面数据显示恢复正常。后检查分析发现，由于新加入MES系统与高炉自身服务采集生产数据，但MES系统病毒过多，攻击高炉系统服务器并攻击网络交换器造成网络堵塞，从而画面无数据显示（病毒攻击）。后将MES系统服务器系统重装，更新杀毒软件，更新服务器和客户机的杀毒软件并查毒（发现大量木马及蠕虫病毒）。
5 在实际生产中的干扰的紧急应对
在实际生产中，现场技术人员经常会遇到这种情况，当干扰故障出现时，为了要保证生产的连续性，并没有太多的时间去将设备停下来做仔细检查。这个时候就必须要提前准备好应急措施，熟悉自动控制系统的网络构成，熟悉工控机的网络构成，预备好空余的交换机或是交换机插口，预备好可靠的信号线以及接头，和预备和保证至少一台服务器的可靠运行。只有这样，才能在干扰发生时，及时的改变网络终端来判断干扰来源和隔离干扰，迅速的恢复正常生产为前提，将干扰的危害降到最低。在做紧急处理后，条件允许的情况下，再去视情况检查线路走线，现场设备情况，然后再做出是否更换疑是干扰部分线路。也只有这样，才能在保证生产的前提下去无压力的仔细的检查干扰故障。
6 结束语
工业生产环境中干扰的来源，产生现象纷繁复杂，具有不确定，不固定的性质。实际生产处理中会让设备维护人员很难迅速找到干扰故障发现的点和确定处理办法。但是若在初期注意，生产时留意，定期点检和维护更新，可将干扰带来的危害降到最低。
参考文献
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