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[摘 要]随着科学技术的发展，自动化控制技术在广播发射台站中的应用越来越多，PLC（可编程控制器）在其中的应用非常广泛。广播发送设备的运行与PLC控制系统的可靠性有直接的关系，而不管是何种系统的可靠运行的关键都与抗干扰能力的大小有直接的关系。本文主要从广播发射干扰源的进行出发，对抗干扰设计以及抗干扰措施进行研究，讨论PLC自动控制系统在广播发射台站应用中干扰问题的解决办法。
[关键词]广播发射台站；PLC；抗干扰；软件滤波
中图分类号：C39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0365-01
当前，广播发射台站中，应用到了各种自动化系统，不同的自动化系统的PLC也是不同的，有的安装在控制现场，有的则集中安装于控制室，不管是控制室还是控制现场，都存在强磁场干扰，因此，PLC控制系统所处的工作环境比较恶劣。为了使系统的可靠性得到提升，一方面要从硬件入手，选择抗干扰能力强的设备；另一方面，要在工程设计中融入软硬件滤波。使系统的抗干扰能力进一步增强。
一、电磁干扰的类型以及影响
对PLC控制系统产生干扰的干扰源主要存在于电压或电流剧烈变化的位置，根据干扰模式的不同，可以将其分为差模干扰和共模干扰。所谓共模干扰，指的是信号与地面的电位差，通过电网传入，尤其是电源供电如果选择隔离性能比较差的设备，那么广播发射设备所采用的温度、压力、水位及变送器输出信号的共模电压通常会比较高，这些指标的升高对采样数据会产生影响，采样数据发生突变，自动控制设备会因为这些数据的改变出现误动作，对设备的安全可靠运行直接产生威胁。所谓差模干扰指的是信号两极之间的电压干扰，在广播发射台站内，空间内的电磁场信号非常多，而且强度也比较大，信号之间极易出现耦合感应，从而产生高电压，对测量与控制的精度直接产生影响，如果比较严重，会损坏I/O控制模块。
二、电磁干扰的主要来源
1、电磁辐射干扰
辐射干扰的主要来源是电磁波，而广播发射设备是电磁波的主要产生者，PLC控制设备也难以避免暴力在射频场内。首先，PLC内部会受到辐射干扰，对其电路感应产生缸套，导致系统无法正常工作；其次，对PLC通信网络会产生辐射作用，通信线路上会产生感应，导致PLC在和外接设备通信时出现异常。由于广播发射设备的工作频段比较宽，而电磁场的大小又是由设备工作的频率所决定的，最终导致了广播发射台站的辐射干扰具有不确定的特点。
2、系统外干扰
首先，电源干扰。PLC控制系统受到电源引入干扰产生故障的情况非常多见，例如，所在空间电磁干扰而在线路上产生感应电流和电压，发射机启停、开关操作浪涌、伺服传动装置引起的谐波等等。
其次，信号线引入的干扰。此类干扰类型在广播发射台站属于典型干扰类型，一是通过变送器供电电源或者共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰；二是限号线受到空间电磁辐射的干扰，也就是在信号线上存在外部感应干扰，这两种干扰类型所造成的结果都是比较严重的。
最后，接地系统混乱造成的干扰。PLC控制系统的地线包含屏蔽线、系统地线、保护地线及交流地线等，如果接地系统比价混乱，或者接地不良好，这些都会对PLC控制系统的正常工作带来影响。
3、系统内部干扰
PLC控制系统内部的元器件和电路间的相互电磁辐射也是会产生干扰的，这种干扰类型属于PLC生产厂家对系统内部电磁兼容设计的内容，在实际使用中是无法进行改变的，因此只能是在选择PLC的时候更加的谨慎，特别是用于广播发射台站的PLC控制系统，必须要选择性能非常好的PLC类型，这样自动控制系统中的应用才能最大限度的避免产品自身因素带来的内部干扰问题。
三、抗干扰设计
为了有效的降低PLC自动控制系统在广播发射台站复杂的电磁环境下受到的电磁干扰，在进行抗干扰设计的时候，要保证做到以下三个原则：抑制干扰源、切断电磁干扰的传播途径、提高系统及装置的抗干扰能力。首先，设备选型。在进行设备的选择时，应该选择抗干扰能力较强的变送器、PLC设备及通信设备，以及屏蔽性能良好的电源线和信号线，要注意设备的隔离性、兼容性及耐压能力。如果选择进口的设备，必须要按照我国的标准进行合理的选择，否则会出现事与愿违的现象。其次，综合抗干扰设计。主要针对的是来自系统外部干扰的应对措施：对于外部阴险要进行屏蔽处理，防止受到内部电磁辐射的干扰；动力电缆与信号线应该分层布置；对接地系统应该完善；软件滤波；在布线的分配上也要采取一定的措施。
四、抗干扰措施
1、UPS电源供电
PLC与外围设备要正常工作，电源是必不可少的设备，是系统重要的组成部分，采用UPS供电，不仅提高了供电的安全可靠性还能利用UPS的隔离性能有效抑制干扰，而且使用UPS供电，有效的发挥了电源的不间断性。一般情况下，通过设置屏蔽电缆与PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护，选择隔离性较好的设备及良好的电源、信号线、动力线等，对电源变压器、编程器等主要设备，用导磁、导电性能较好的材料进行屏蔽处理，可在电源的侧加装滤波电路，防止电磁干扰。
2、线缆的选择及铺设
为减少动力电缆的辐射电磁干扰，在广播发射台站PLC自动控制系统中采用了屏蔽电力电缆，最大限度的降低动力线产生的电磁干扰。弱电信号及强电信号线缆铺设必须隔离并分层，减少电缆间电磁干扰。对于PLC电源线、控制线、动力线以及I/O线要分别配线，PLC与I/O线与大功率线要分开走线，如果一定要在同一线槽内，要将直流线与交流线分开捆扎，如果条件允许，最好分槽走线，尽可能的拉大线路空间距离，将干扰降至最低；在PLC的机柜中的走线，电源线和信号线分开铺在线槽中，并各自捆扎。
3、硬件、软件抗干扰 信号在接入PLC 的I/O、A/D、D/A等模块时在信号线与地间并接电容或加装滤波电路板，如果条件允许，可以使用光电耦合器进行光电隔离，减少信号干扰。由于广播发射台站电磁干扰的复杂性，现用硬件滤波，这种用滤波电路或滤波器滤除干扰，从根本上消除干扰是不可能的。在软件方面，可以采用如下措施：数字滤波和工频整形采样，有效消除周期性干扰；定时校正参考点电位，并采用动态零点，防止电位漂移；信息冗余技术，设计相应的软件标志位；间接跳转，役置软件保护等，进一步提高系统的可靠性。
4、接地方式的正确选择
接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施，对其控制系统而言，应采用直接接地。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，集中安置的PLC系统适合于并联一点接地，分散安置的PLC系统应采用串联一点接地，接地极的接地电阻小于2Ω，这两种方式都可以有效抗电磁干扰。对于信号线而言，一定要避免多点接地，各屏蔽层应相互连接好，采用多条信号线的接地线同压一个线鼻子，选择适当的接地处单点接地。
结语
PLC在广播发射台站自动化系统和天线开关控制系统中应用广泛，恶劣的电磁环境决定其抗干扰设计必须考虑多方面的因素，最大限度地抑制干扰，把干扰对设备造成的影响控制在安全范围内，积极查找干扰的源头，通过实践找到解决的方法，不断完善抗干扰措施，确保广播发射台站PLC自动控制系统的安全可靠运行。
参考文献
[1] 李娟.广播发射台监控系统建设中的电磁干扰分析[J].数字技术与应用，2013（2）.
[2] 何伟国.变送器在广播发射台站自控系统中的应用[J].黑龙江科技信息，2013（25）.
[3] 苗涛，丁武，高占福.大功率广播发射台电力系统自动化抗干扰探讨[J].广播电视信息，2009（11）.
[4] 孙英男.广播发射台自动控制系统的防干扰问题[J].数字技术与应用，2013（15）.
[5] 潘胜伟，吕以哲，陈燕武.中短波广播发射台环境评价中的电磁辐射计算[J].广播与电视技术，2012（15）.
[6] 蔡晓梅，郭辉萍，刘学观，沈福贵.交流架空电力线路对中波广播台发射台站的影响研究[J].广播与电视技术，2011（16）.
[关键词]广播发射台站；PLC；抗干扰；软件滤波
中图分类号：C39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0365-01
当前，广播发射台站中，应用到了各种自动化系统，不同的自动化系统的PLC也是不同的，有的安装在控制现场，有的则集中安装于控制室，不管是控制室还是控制现场，都存在强磁场干扰，因此，PLC控制系统所处的工作环境比较恶劣。为了使系统的可靠性得到提升，一方面要从硬件入手，选择抗干扰能力强的设备；另一方面，要在工程设计中融入软硬件滤波。使系统的抗干扰能力进一步增强。
一、电磁干扰的类型以及影响
对PLC控制系统产生干扰的干扰源主要存在于电压或电流剧烈变化的位置，根据干扰模式的不同，可以将其分为差模干扰和共模干扰。所谓共模干扰，指的是信号与地面的电位差，通过电网传入，尤其是电源供电如果选择隔离性能比较差的设备，那么广播发射设备所采用的温度、压力、水位及变送器输出信号的共模电压通常会比较高，这些指标的升高对采样数据会产生影响，采样数据发生突变，自动控制设备会因为这些数据的改变出现误动作，对设备的安全可靠运行直接产生威胁。所谓差模干扰指的是信号两极之间的电压干扰，在广播发射台站内，空间内的电磁场信号非常多，而且强度也比较大，信号之间极易出现耦合感应，从而产生高电压，对测量与控制的精度直接产生影响，如果比较严重，会损坏I/O控制模块。
二、电磁干扰的主要来源
1、电磁辐射干扰
辐射干扰的主要来源是电磁波，而广播发射设备是电磁波的主要产生者，PLC控制设备也难以避免暴力在射频场内。首先，PLC内部会受到辐射干扰，对其电路感应产生缸套，导致系统无法正常工作；其次，对PLC通信网络会产生辐射作用，通信线路上会产生感应，导致PLC在和外接设备通信时出现异常。由于广播发射设备的工作频段比较宽，而电磁场的大小又是由设备工作的频率所决定的，最终导致了广播发射台站的辐射干扰具有不确定的特点。
2、系统外干扰
首先，电源干扰。PLC控制系统受到电源引入干扰产生故障的情况非常多见，例如，所在空间电磁干扰而在线路上产生感应电流和电压，发射机启停、开关操作浪涌、伺服传动装置引起的谐波等等。
其次，信号线引入的干扰。此类干扰类型在广播发射台站属于典型干扰类型，一是通过变送器供电电源或者共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰；二是限号线受到空间电磁辐射的干扰，也就是在信号线上存在外部感应干扰，这两种干扰类型所造成的结果都是比较严重的。
最后，接地系统混乱造成的干扰。PLC控制系统的地线包含屏蔽线、系统地线、保护地线及交流地线等，如果接地系统比价混乱，或者接地不良好，这些都会对PLC控制系统的正常工作带来影响。
3、系统内部干扰
PLC控制系统内部的元器件和电路间的相互电磁辐射也是会产生干扰的，这种干扰类型属于PLC生产厂家对系统内部电磁兼容设计的内容，在实际使用中是无法进行改变的，因此只能是在选择PLC的时候更加的谨慎，特别是用于广播发射台站的PLC控制系统，必须要选择性能非常好的PLC类型，这样自动控制系统中的应用才能最大限度的避免产品自身因素带来的内部干扰问题。
三、抗干扰设计
为了有效的降低PLC自动控制系统在广播发射台站复杂的电磁环境下受到的电磁干扰，在进行抗干扰设计的时候，要保证做到以下三个原则：抑制干扰源、切断电磁干扰的传播途径、提高系统及装置的抗干扰能力。首先，设备选型。在进行设备的选择时，应该选择抗干扰能力较强的变送器、PLC设备及通信设备，以及屏蔽性能良好的电源线和信号线，要注意设备的隔离性、兼容性及耐压能力。如果选择进口的设备，必须要按照我国的标准进行合理的选择，否则会出现事与愿违的现象。其次，综合抗干扰设计。主要针对的是来自系统外部干扰的应对措施：对于外部阴险要进行屏蔽处理，防止受到内部电磁辐射的干扰；动力电缆与信号线应该分层布置；对接地系统应该完善；软件滤波；在布线的分配上也要采取一定的措施。
四、抗干扰措施
1、UPS电源供电
PLC与外围设备要正常工作，电源是必不可少的设备，是系统重要的组成部分，采用UPS供电，不仅提高了供电的安全可靠性还能利用UPS的隔离性能有效抑制干扰，而且使用UPS供电，有效的发挥了电源的不间断性。一般情况下，通过设置屏蔽电缆与PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护，选择隔离性较好的设备及良好的电源、信号线、动力线等，对电源变压器、编程器等主要设备，用导磁、导电性能较好的材料进行屏蔽处理，可在电源的侧加装滤波电路，防止电磁干扰。
2、线缆的选择及铺设
为减少动力电缆的辐射电磁干扰，在广播发射台站PLC自动控制系统中采用了屏蔽电力电缆，最大限度的降低动力线产生的电磁干扰。弱电信号及强电信号线缆铺设必须隔离并分层，减少电缆间电磁干扰。对于PLC电源线、控制线、动力线以及I/O线要分别配线，PLC与I/O线与大功率线要分开走线，如果一定要在同一线槽内，要将直流线与交流线分开捆扎，如果条件允许，最好分槽走线，尽可能的拉大线路空间距离，将干扰降至最低；在PLC的机柜中的走线，电源线和信号线分开铺在线槽中，并各自捆扎。
3、硬件、软件抗干扰 信号在接入PLC 的I/O、A/D、D/A等模块时在信号线与地间并接电容或加装滤波电路板，如果条件允许，可以使用光电耦合器进行光电隔离，减少信号干扰。由于广播发射台站电磁干扰的复杂性，现用硬件滤波，这种用滤波电路或滤波器滤除干扰，从根本上消除干扰是不可能的。在软件方面，可以采用如下措施：数字滤波和工频整形采样，有效消除周期性干扰；定时校正参考点电位，并采用动态零点，防止电位漂移；信息冗余技术，设计相应的软件标志位；间接跳转，役置软件保护等，进一步提高系统的可靠性。
4、接地方式的正确选择
接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施，对其控制系统而言，应采用直接接地。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，集中安置的PLC系统适合于并联一点接地，分散安置的PLC系统应采用串联一点接地，接地极的接地电阻小于2Ω，这两种方式都可以有效抗电磁干扰。对于信号线而言，一定要避免多点接地，各屏蔽层应相互连接好，采用多条信号线的接地线同压一个线鼻子，选择适当的接地处单点接地。
结语
PLC在广播发射台站自动化系统和天线开关控制系统中应用广泛，恶劣的电磁环境决定其抗干扰设计必须考虑多方面的因素，最大限度地抑制干扰，把干扰对设备造成的影响控制在安全范围内，积极查找干扰的源头，通过实践找到解决的方法，不断完善抗干扰措施，确保广播发射台站PLC自动控制系统的安全可靠运行。
参考文献
[1] 李娟.广播发射台监控系统建设中的电磁干扰分析[J].数字技术与应用，2013（2）.
[2] 何伟国.变送器在广播发射台站自控系统中的应用[J].黑龙江科技信息，2013（25）.
[3] 苗涛，丁武，高占福.大功率广播发射台电力系统自动化抗干扰探讨[J].广播电视信息，2009（11）.
[4] 孙英男.广播发射台自动控制系统的防干扰问题[J].数字技术与应用，2013（15）.
[5] 潘胜伟，吕以哲，陈燕武.中短波广播发射台环境评价中的电磁辐射计算[J].广播与电视技术，2012（15）.
[6] 蔡晓梅，郭辉萍，刘学观，沈福贵.交流架空电力线路对中波广播台发射台站的影响研究[J].广播与电视技术，2011（16）.