数字采集系统 抗干扰技术

自动化控制系统抗干扰技术应用摘要：在工业自动化控制现场应用中，为了防止信号干扰，提高系统运行的稳定性和可靠性，文章主要分析了自动化控制系统应对各种干扰源通过两种干扰传播方式，以便在实际应用当中如何抑制干抚信号，并介绍了控制系统常用的干扰抑制措施。

关键词：DCS、PLC、干扰源、屏蔽、接地、PROFIBUS、S7-300、控制系统在工业控制现场中分布着各种各样的杂散电磁干扰信号，对DCS及PLC系统等弱电检测信号具有很强的干扰作用，甚至使整个系统瘫痪，如何在自动化控制系统中减少干扰信号的干扰，保证系统的稳定可靠运行，这就使得我们必须在应用过程当中正确地处理。

一般地，电磁干扰可在多个方面影响PLC：• 电磁场对系统有直接影响。

• 由总线信号导致的干扰耦合（PROFIBUS DP 等）• 通过系统布线产生的干扰耦合。

• 干扰通过电源和/或保护接地来影响系统。

一、两种干扰传播途径通常产生干扰有三个要素：干扰源、耦合路径、易受干扰的潜在电子器件（DCS及PLC系统各种卡件）。

干扰源可以通过空间的辐射或电磁耦合传递到DCS及PLC系统的CPU和信号采集卡件，也可以通过信号电缆的传输进入控制系统。

1、干扰源通过空间传播干扰源的电磁能量以场的方式向四周传播, 频率较高时，干扰信号可以通过导线间的分布电容从一个回路传导到另一个回路，这是电容耦合或电场耦合；干扰信号通过导线间的分布电感，从一个回路传到另一个回路为电感性耦合或磁场耦合；电磁场的干扰还可以通过天线发送至电子装置，即干扰的天线效应，由信号源－传输线－负载组成电流环路，就相当于磁场天线。

2、干扰源通过导线传播信号通过导线传输，实际的传输导线都存在分布电容和电感，尤其在传送频率高的情况下，分布电容和电感参数的影响更不能忽视。

当设备或元件共用电源或地线时，会产生共阻抗耦合；当脉冲信号通过传输线传播，在一定条件下，信号会发生波反射，反射会改变正常信号而产生有危害的冲击电压；干扰源通过磁场耦合在两根导线和设备构成的回路上产生感应电压，会产生差模干扰；干扰源通过电场耦合在一根导线与系统地构成的回路上产生的感应电压，会产生共模电压。

无人机的导航系统抗干扰技术研究与实现无人机的导航系统抗干扰技术研究与实现摘要：随着无人机技术的飞速发展，无人机在各个领域的应用越来越广泛。

然而，无人机在飞行过程中容易受到各种干扰因素的影响，如电磁信号干扰、天气条件变化等。

为了解决这一问题，本研究制定了一项具体的研究方案，包括方案实施、数据采集和分析等环节。

通过对已有研究成果的综合分析和创新，提出了一种新的无人机导航系统抗干扰技术，为解决实际问题提供了有价值的参考。

1. 研究方案1.1 问题提出在无人机的应用场景中，由于电磁信号干扰、天气条件变化等原因，导航系统常常出现失灵或干扰的现象。

目前，无人机导航系统的抗干扰能力还相对较弱。

需要对无人机导航系统抗干扰技术进行研究和实现，以提高无人机的飞行安全和定位精度。

1.2 研究目标本研究旨在通过综合分析已有研究成果，提出一种新的无人机导航系统抗干扰技术，并对该技术进行实现和验证。

具体的研究目标如下：1) 分析已有的无人机导航系统抗干扰技术研究成果；2) 提出一种新的无人机导航系统抗干扰技术；3) 实现并验证该无人机导航系统抗干扰技术；4) 对采集到的数据进行整理和分析，验证该技术的有效性。

2. 方案实施2.1 数据采集需要选择一款具备较强定位能力的无人机，并搭载相应的导航系统。

在实验过程中，我们将分别采集无人机在不同环境条件下的飞行数据。

具体的数据采集步骤如下：1) 在无遮挡的开放区域内，设置飞行任务点和航线，并记录无人机飞行的姿态数据、姿态传感器数据、GPS信号数据等；2) 在不同天气和复杂环境条件下（如森林、建筑密集区域等），分别进行无人机飞行实验，并采集相应的数据；3) 通过无人机上安装的传感器模块，获取附近的电磁信号信息。

2.2 数据整理和分析根据采集到的无人机飞行数据和电磁信号数据，对其进行整理和分析。

具体的步骤如下：1) 对无人机飞行数据进行预处理，包括数据清洗、去噪和校准等；2) 对电磁信号数据进行采样和特征提取，获取干扰源的位置和频率特征；3) 基于已有研究成果，建立模型并对数据进行训练和测试，以获取无人机在不同干扰源下的飞行状况和定位精度；4) 分析数据，评估无人机导航系统的抗干扰能力，并对实验结果进行统计学分析。

PLC在DX-100中波发射机自动化系统应用中的抗干扰问题赵军摘要：本文分析了PLC在发射机自动化系统应用中电磁干扰的主要来源，指出了在自动化工程应用时，必须综合考虑控制系统的抗干扰性能，最后结合工程提出了几种有效的抗干扰措施。

关键词：中波发射机；PLC控制系统；干扰来源；抗干扰措施1概述随着科学技术的发展，PLC在工业控制中的应用越来越广泛。

PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，而系统的抗干扰能力则是关系到整个系统可靠运行的关键。

电台发射机自动化系统中使用了各种类型的PLC有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多都处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，既有强大的35kV或11OkV的高电压干扰，又有中短波甚至微波等高频电磁场的干扰，为了防止各种干扰，系统中采取了硬件和软件相结合的抗干扰方法，现介绍如下。

2电磁干扰源的主要来源2.1干扰源的分类影响PLC控制系统的干扰源大都产生在电流或电压剧烈变化的环境中，由于电荷的剧烈移动，产生了噪声源，即干扰源。

干扰源的类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同进行划分。

其中，按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰等。

共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。

共模干扰主要是指信号对地的电位差，是由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加而形成，共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器的供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上，共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏，这种共模干扰可为直流、亦可为交流；差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要是由空间电磁场在信号间藕合感应及由不平衡电路转换的共模干扰所形成的电压，这种干扰直接叠加在信号上，直接影响测量精度与控制精度。

如何解决单片机的抗干扰问题随着单片机的发展，单片机在家用电器、工业自动化、生产过程控制、智能仪器仪表等领域的应用越来越广泛。

然而处于同一电力系统中的各种电气设备通过电或磁的联系彼此紧密相连，相互影响，由于运行方式的改变，故障，开关操作等引起的电磁振荡会波及很多电气设备。

这对我们单片机系统的可靠性与安全性构成了极大的威胁。

单片机测控系统必须长期稳定、可靠运行，否则将导致控制误差加大，严重时会使系统失灵，甚至造成巨大损失。

因此单片机的抗干扰问题已经成为不容忽视的问题。

1 干扰对单片机应用系统的影响1.1测量数据误差加大干扰侵入单片机系统测量单元模拟信号的输入通道，叠加在测量信号上，会使数据采集误差加大。

特别是检测一些微弱信号，干扰信号甚至淹没测量信号。

1.2 控制系统失灵单片机输出的控制信号通常依赖于某些条件的状态输入信号和对这些信号的逻辑处理结果。

若这些输入的状态信号受到干扰，引入虚假状态信息，将导致输出控制误差加大，甚至控制失灵。

1.3 影响单片机RAM存储器和E2PROM等在单片机系统中，程序及表格、数据存在程序存储器EPROM或FLASH中，避免了这些数据受干扰破坏。

但是，对于片内RAM、外扩RAM、E2PROM 中的数据都有可能受到外界干扰而变化。

1.4 程序运行失常外界的干扰有时导致机器频繁复位而影响程序的正常运行。

若外界干扰导致单片机程序计数器PC值的改变，则破坏了程序的正常运行。

由于受干扰后的PC 值是随机的，程序将执行一系列毫无意义的指令，最后进入“死循环”，这将使输出严重混乱或死机。

2 如何提高我们设备的抗干扰能力2.1 解决来自电源端的干扰。

高精度卫星导航接收机抗干扰技术分析1. 引言1.1 高精度卫星导航接收机抗干扰技术分析随着卫星导航系统在航空、航海、地质勘探等领域的广泛应用，对接收机抗干扰能力的要求越来越高。

高精度卫星导航接收机抗干扰技术成为当前研究的热点之一。

本文将对高精度卫星导航接收机抗干扰技术进行深入分析，从干扰源及其特点、干扰抑制技术、滤波技术应用、自适应滤波技术和数字信号处理技术等方面进行探讨。

在干扰源及其特点部分，我们将介绍常见的卫星导航信号干扰来源及其特点，包括人为干扰、自然干扰等。

在干扰抑制技术方面，我们将介绍常见的抗干扰技术，如空域干扰抑制、频域干扰抑制等。

在滤波技术应用部分，我们将探讨滤波技术在高精度卫星导航接收机中的应用，以及不同滤波器的特点和效果。

在自适应滤波技术和数字信号处理技术两部分，我们将介绍这两种技术在抗干扰领域的应用和优势。

通过对高精度卫星导航接收机抗干扰技术的分析，可以更好地了解其关键挑战和未来发展趋势。

在不断变化的技术环境下，提高接收机抗干扰能力对于确保导航系统的准确性和稳定性至关重要。

2. 正文2.1 干扰源及其特点高精度卫星导航接收机在实际应用中会遭遇各种干扰源，这些干扰源会对信号接收和处理产生影响。

主要的干扰源包括人为干扰、自然干扰和系统内部干扰。

人为干扰是指由于人类活动引起的电磁波干扰，比如无线电干扰、雷电干扰等。

这些干扰源通常会导致信号质量下降、定位精度降低甚至丧失信号接收能力。

自然干扰包括大气层散射、多径效应、天气变化等因素。

这些因素会影响卫星信号传播的路径和传播速度，导致信号接收端收到的信号出现时延、频偏等问题。

系统内部干扰主要包括时钟漂移、电路噪声等。

这些干扰源是由于接收机本身的结构和设计引起的，会干扰接收机对卫星信号的解码和处理过程。

针对不同的干扰源，需要采取不同的抑制技术和滤波技术来提高接收机的抗干扰能力，确保接收到的信号质量和定位精度。

在接下来的章节中，我们将详细介绍这些干扰抑制技术和滤波技术的应用。

高精度数据采集系统的设计及性能分析现代工业生产过程中往往需要涉及大量的监测和控制，而高精度数据采集系统的设计和性能分析就是为了满足这种需求而诞生的。

本文将介绍高精度数据采集系统的设计和性能分析的相关技术及应用，同时分析这些技术的应用场景和性能优劣，希望能够对读者有所帮助。

一、高精度数据采集系统的组成高精度数据采集系统是由多个部件组成的复杂系统，其中主要包括传感器、信号调理器、数据采集卡、数据处理软件等。

下面详细介绍这些部件的作用及原理：1. 传感器传感器是高精度数据采集系统中最核心的组成部分之一。

它的作用是将测量对象的物理量转换为电信号输出，常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、角度传感器、力传感器等。

不同类型的传感器在测量的物理量和范围上存在差异，同时也有不同的转换方式和输出形式。

2. 信号调理器信号调理器是传感器信号处理的核心，主要负责将传感器输出的信号进行放大、滤波、线性化等处理，使其适合于数据采集卡进行数字化转换。

信号调理器的设计将直接影响系统的稳定性和精度。

3. 数据采集卡数据采集卡是高精度数据采集系统中另一个重要的组成部分，它起到将模拟信号转换成数字信号的作用。

数据采集卡的数字化转换精度和采样率将直接影响采集系统的精度。

4. 数据处理软件数据处理软件是高精度数据采集系统中最后一道关键工序的组成部分。

它的作用是将数据从数据采集卡中读取，并将其经过校准、滤波、标定、控制等算法处理，最终输出给用户需要的数据。

数据处理软件应当具有友好的用户界面、高效的运算能力和稳定的运行性能。

二、高精度数据采集系统的应用场景高精度数据采集系统的应用场景十分广泛，主要包括以下几个领域：1. 工业控制众所周知，现代工厂生产过程需要各种各样的传感器和数据采集设备，以保证产品质量和生产效率。

高精度数据采集系统可以应用于无污染的检测、高速电机控制、发电温度观测、高分辨率精细控制等技术领域。

2. 航空雷达航空雷达数据采集系统需要在高速行动的飞机上进行复杂的数据采集和传输，并要求精度高、稳定性好、机动性强、重量轻等特点。

水深测量数据采集的抗干扰技术
张立华;殷晓冬;陈跃
【期刊名称】《海洋技术》
【年(卷),期】2004(023)001
【摘要】在水深测量数据采集中,由于外部环境的影响和数据采集系统自身的限制,使得采集水深测量数据时存在多种干扰和噪声,从而降低了数据的可靠性和准确性.针对实际作业情况,文中对常见的干扰进行了分析,对抑制与削弱干扰的措施进行了一定的研究,给出了可用于水深数据采集的多种抗干扰技术.
【总页数】4页(P38-41)
【作者】张立华;殷晓冬;陈跃
【作者单位】海军大连舰艇学院海洋测绘系,辽宁,大连,116018;海军大连舰艇学院海洋测绘系,辽宁,大连,116018;海军大连舰艇学院海洋测绘系,辽宁,大连,116018【正文语种】中文
【中图分类】P733.2
【相关文献】
1.RTK无验潮测量技术用于港口水深测量 [J], 胡志渠;李雁
2.定型机数据采集器的抗干扰技术研究 [J], 刘友澈;杨亦红;周永坤
3.机载数据采集系统抗干扰技术研究 [J], 马永强;刘胜男;孟禹彤
4.实时动态GPS测量技术在水深测量中的应用研究 [J], 罗凯
5.水深测量的全新技术—适航水深测量 [J], 郑乔雄;李纪元;章泳明
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数据采集系统设计中的抗干扰性能研究数据采集系统设计中的抗干扰性能是指系统在面对各种外部干扰时能够保持正常工作的能力。

在数据采集过程中，数据传输的可靠性和稳定性是非常重要的，而抗干扰性能的研究则是确保数据采集系统能够在复杂环境下正常运行的关键因素之一。

首先，为了提高数据采集系统的抗干扰性能，我们需要从硬件设备方面入手。

在电路设计阶段，可以采用屏蔽技术和滤波器设计来抑制外部电磁干扰。

例如，通过合理设计地线和屏蔽罩，可以有效减少信号的干扰和噪声；同时，在设计电源管理电路时，选择高品质的电容器和稳压器也可以提高系统的稳定性。

其次，在软件设计方面，我们可以采用一些方法来提高数据采集系统的抗干扰性能。

一种常见的方法是使用差分信号传输技术，通过对正负两路信号进行计算，可以有效抵抗共模干扰，提高系统的抗干扰能力。

此外，引入冗余校验码、CRC 校验等技术来检测和纠正数据传输过程中的错误，也可以提高系统的可靠性。

另外，在软硬件结合的设计中，还可以通过降低系统的采样率、增加通道数、提高分辨率等手段来提高系统的信噪比，从而抑制干扰的影响。

同时，合理设计信号传输路径，避免干扰源直接接近系统，也可以有效提高系统的抗干扰性能。

最后，在实际应用中，我们还可以通过场地规划、信号线路布置、绝缘和地线连接等方法来减少外部干扰对系统的影响。

例如，在工业环境中，可以根据设备的工作原理和周围环境情况，采取合适的防护措施来减少干扰源对系统的影响。

综上所述，数据采集系统设计中的抗干扰性能研究是一个全方位的工作，需要从硬件设备、软件设计、信号传输路径等多个方面综合考虑。

通过合理的设计和优化，可以提高系统的稳定性和可靠性，确保数据采集系统在复杂环境下正常运行，为数据采集工作提供可靠的支持和保障。

《数据采集与控制》课程教学⼤纲《数据采集与控制》课程教学⼤纲课程编号：0806708028课程名称：数据采集与控制英⽂名称：Data Acquisition and Control Processing课程类型：专业任选课总学时：32 讲课学时：32 实验学时：0学分：2适⽤对象：通信⼯程、电⼦信息⼯程及相关专业四年制本科⽣先修课程：信号与线性系统、数字信号处理⼀、课程性质、⽬的和任务本课程是“通信⼯程、电⼦信息⼯程”专业的⼀门专业任选课。

其⽬的是使学⽣了解并掌握采样基本理论的应⽤，各种模/数和数/模转换芯⽚的使⽤、数据采集系统的组成、线性反馈控制系统的基本概念、基本分析⽅法和校正⽅法等基本问题。

通过本课程的学习，学⽣可以掌握数据采集的各种分析处理技术，掌握线性控制系统数学模型的建⽴和分析⽅法，为将来的进⼀步学习以及毕业后从事专业⼯作打下必要的基础。

⼆、教学基本要求本课程以数据采集与控制的各种分析和处理技术为研究对象。

学完本课程应达到以下基本要求：1、掌握连续信号的采样理论、采样定理的定义、采样定理的实际应⽤、频率混淆原因及解决措施。

2、掌握传感器理论和技术，熟悉常⽤的传感器及其使⽤⽅法。

2、了解模/ 数和数/ 模的转换过程、典型模/ 数和数/ 模转换器的⼯作原理；量化过程、误差、编码。

3、了解数据采集系统的组成、系统的抗⼲扰措施和⼈机接⼝技术。

4、了解典型A/D、D/A的使⽤。

5、了解虚拟仪器技术。

6、理解线性反馈控制系统的基本概念、基本分析⽅法和校正⽅法；7、掌握时域分析法的相关概念和应⽤。

三、教学内容及要求（此部分根据具体课程，可以按照章节列出具体内容，也可以根据内容分块）1、数据采集与系统设计基础了解数据采集系统基本组成，熟悉数据采集与处理技术，数据采集系统的结构形式；了解微型计算机数据采集系统、集散型数据采集系统、分布式数据采集系统；掌握数据采集信号处理基本理论如傅⾥叶变换、拉普拉斯变换和Z变换、短时傅⾥叶变换和⼩波变换、采样定理；了解数据采集技术与系统的发展⽅向。

西门子PLC及EM235模拟量采集干扰问题时间:2010-12-01 来源:未知编辑:电气自动化技术网点击:次字体设置: 大中小问：最近有个项目使用西门子224CN后接一个EM235模块采集0-10V电压信号，接线无问题，A-与M连接，屏蔽接地，系统采用三相五线制接法，而现场供电为四线制，发现采集数据大范围波动，因此将EM235模块的PE断开，采集数据十分稳定，后将EM235的PE 接了回去，并将设备PE与N短接，显示数据有所好转，但存在小范围波动。

因此可以断定是接地干扰造成的采集数据波动，如何接线才更合理呢？答：一、电网系统的干扰及采取措施PLC系统对电源质量的要求是非常严格的，当电网内部变化、开关操作浪涌和大型电力设备（如矿热炉）启停时，都会通过电网对PLC系统造成干扰。

措施：针对电网系统的干扰，PLC系统的供电采用了如图l所示的结构。

低通滤波器可以让50Hz的基波通过，滤掉高频干扰信号；在线式不间断供电电源(UPS)在交流供电中断情况下，可以瞬时输出交流电代替外界交流供电，是一种无触点的不间断供电，而且UPS还具有较强的干扰隔离性能。

同时为确保供电安全，采取了两路供电线路。

二、电磁干扰及采取的措施1、雷电电磁波的干扰及采取的措施雷电电磁波是由强大的雷闪电流产生的脉冲电磁场，它对PLC系统的干扰有以下2种形式：①当控制室建筑物的防直击雷装置接闪时，在引下线内会通过强大的瞬间雷电流，如果在引下线周围的一定距离内设有连接PLC系统的电缆，则会对电缆产生电磁辐射，将雷电电磁波引入PLC系统，干扰或损坏PLC系统。

②当控制室周围发生雷击放电时，会在各种金属管道、电缆线路上产生感应电压，从而传到PLC系统上，并对其产生干扰或损坏。

措施：系统应有良好的防雷击措施，同时要将PLC系统和防雷系统的接地系统进行等电位连接，即使受到雷电电磁波的干扰，由于它们之间不存在电位差，从而大大减少了PLC 系统受雷电电磁波的影响。