電氣噪聲是工業設施內的常見問題。下面將解釋一些減少這種噪音的簡單策略。

感應機械和接線，例如電機和VFD，作為噪聲源尤其臭名昭著。這種噪音可以在控制系統上被解釋為不正確的信號，但系統無論如何都會做出響應。

減少傳感器上的電氣噪聲

由于幾個原因，控制系統上的噪聲主題可能會令人困惑。首先，許多人習慣于與聲學干擾有關的噪聲一詞，這需要操作員耳朵的保護設備。除了振動或運動傳感器之外，這對傳感器來說沒什么大不了的。聲學噪聲是一種振動，對于這些傳感器來說可能是一個真正的問題。電氣“噪音”是完全不同的。

造成混淆的第二個原因是電噪聲很難診斷和追蹤，因為它通常是不一致的。昨天沒有問題的機器有一天可能會發出噪音。

電噪聲的定義

已經存在大量文檔來描述許多類型噪聲的確切來源和性質，但這里有一個簡單的定義。噪聲來自電感器，電感器是一種將能量存儲為磁場的電子元件。當源電壓發生變化時，會導致磁場的后續變化。這種變化的磁場將導致附近的任何電線接收到試圖驅動電流的感應電壓（因此得名“電感器”）。

如果在附近的電線上感應出電壓，這對控制系統來說可能是一個嚴重的問題。PLC上的數字或模擬輸入正在尋找傳感器電壓的任何微小變化，該變化將產生特定的結果輸出。這種電壓變化可能來自電纜附近的電感器，而不是傳感器本身。如果輸出發生在錯誤的時間，可能會造成傷害或損壞。

這種產生磁場的電感概念是電機和變壓器的主要工作原理。可以正確地假設充滿電機和變壓器的環境將面臨電氣噪聲的風險——電流越大，問題越嚴重。盡管電感器產生的干擾噪聲最大，但即使是承載交流電的導線也會產生一些噪聲。

噪聲可能以單個事件、非重復信號的形式出現在電線上，看起來像是電壓的快速上升然后下降，通常只是在大型設備啟動或關閉時出現的瞬間。或者，它可能是從附近的三相電線引入的電線電壓的系統性、重復性變化，該變化將在設備運行的整個過程中出現。這兩種噪音都可能導致有問題的結果。

4種降噪方法

有幾種降低噪音的好方法——有些方法比其他方法更容易。這里有四種相對簡單的方法可以用來解決這個問題。

正確放置傳感器和電纜

首先，將電纜遠離大型電機或帶有變壓器和其他電感器的控制柜。如果安裝電纜，請注意電感器的放置位置。如果要安裝新機器或電機，請務必監控附近的所有信號。如果它們在安裝后發生變化，請考慮重新布線。

即使在較小的住宅和商業布線系統中，像以太網電纜這樣的數字通信線也不應該在交流線旁邊走線。他們總是垂直交叉交流電線以減少噪音。

屏蔽電纜

許多用于傳感器、數字通信甚至負載布線的電纜都可以在導體周圍使用箔或網來購買。這充當了一條吸收性、低電阻的路線，它將感應電壓力并將其直接發送到地面，而不是到達導體。

屏蔽電纜對于離散傳感器很常見，但對于模擬傳感器可能非常重要。對于模擬信息，即使是電壓的微小變化也可以驅動更多的電流。當電流傳感器的整個范圍在4-20毫安之間時，不需要太多噪聲來影響系統。

正確接地您的設備

系統噪音的一個主要原因是設備接地不當。如果一條長條黑色金屬，也許傳送帶的鋼架靠近大型電機，它會收到一些電感。這應該通過最近的接地鍵無害地直接接地。

如果沒有接地或電阻不夠低，整個框架將被磁化，導致電感作為噪聲傳遞到附近的電線。鋼架和任何地線之間的簡單萬用表檢查可以指示適當的低歐姆讀數。

低通濾波器

另一種解決方案可以是消除電線上現有的噪聲，而不是在一開始就阻止它。低通濾波器是電阻和電容的電路組合。該布置允許快速變化（高頻）電壓變化在控制器之前停止，而來自實際傳感器的較慢的故意變化（低頻）被傳遞到輸入端子。

此解決方案可能很方便，但必須為模擬系統仔細選擇元件值，以消除有問題的噪聲，但仍允許適當的模擬信號變化到達控制器。例如，您可以預期熱過程的變化相對較慢，因此很容易假設快速電壓波動是由噪聲引起的。另一方面，用于計算以每秒100個零件飛過的零件的傳感器將是非常高速的變化。不要選擇消除實際信號的濾波器。

控制系統上的電氣噪聲是工業設施內部的一個特殊問題。就平均聲級和通常無法檢測到的電噪聲而言，這些位置可能被稱為“嘈雜”。

如果在控制系統輸入中出現不一致的信號，這種噪音可能是罪魁禍首。只要確定了正確的來源，就可以相當簡單地防止或消除電噪聲。