摘要：随着现代科技的迅猛发展，自动化控制系统得到了空前的推广应用，期间也使自动化控制系统得到了进一步的发展和完善。事实已经表明，现代社会生产过程中对于自动化生产的应用越来越普遍，依赖性也越来越强。自动化系统应用中的一些重大安全隐患问题也逐步显露出来，并成为我们急需解决的当务之急。本文分析了自动化控制系统现存的主要风险、具体原因和解决办法，提出了风险的有效控制策略，从而最大程度地避免自动化控制系统中人为可控风险的发生，以及降低不可控风险的发生机率。

关键词：自动化控制 控制措施 系统风险

如今，我们所说的自动化控制系统主要是将计算机技术与过去的传统工艺结合而成，其虽然能够为我们带来便利和好处，但随之而来的也存在着许多潜在的安全隐患，一旦发生安全问题，轻则会造成经济财产损失，严重者甚至会对我国的工业发展和经济命脉带来威胁。因此，确保自动化控制系统的安全十分关键。

1、自动化控制系统简介

从目前来看，自动化控制系统中应用最多、使用最广的当属“三电一体化”的控制系统。这里的“三电一体化”主要是指实现电气设备、控制计算机以及自动化仪表的一体化。该控制系统实际运行的主要配置包括可编程控制器、高速数据通道和监控系统等，该控制系统具备构造简明、分配科学、功能强大等优势。“三电一体化”控制系统是由多级控制系统组成，其中基础自动化级主要是由电气设备与自动化仪表组合而成的，而过程控制级主要是由控制计算机组成的，基础自动化级与过程控制级之间的沟通主要通过以太网高速数据通道来实现。

2、自动化控制系统现存的主要风险、具体原因和解决办法

2.1 系统硬件方面的主要风险

自动化控制系统在系统硬件方面的风险主要包括系统所处环境的影响因素（其中包括生物、化学和物理等相关环境）、系统设备与相关附属设施的质量因素，电路是否合理的安全因素三个主要因素。现将具体内容简要加以概述：

（1）关于生物环境可能带来的风险。主要是指系统所处环境里存在的可能影响和威胁到自动化控制系统安全运行的各种生物危险源。例如满足一定的温度条件霉菌就会严重腐蚀控制系统的主要设备；有时老鼠等动物会啃咬破坏控制系统的导线等等。

（2）关于化学环境可能带来的风险。主要是指系统由于化学污染而造成的严重腐蚀设备的情况。现实当中，所有自动化控制系统在工业生产应用过程中都会不同程度地存在化学污染情况，只是有些过于严重的化学污染會直接导致系统控制系统设备无法运行或产生严重的后果。工业生产中的主要化学污染源会以固态、气态和液态等不同形态存在，因此必须根据具体的污染程度来酌情处理解决。

（3）关于物理环境可能带来的风险。主要是指设备由于遭受重物压挤、设备配件超出负荷范围以外、所有材料严重老化、发生过热现象等各种工作中常见的问题等。这些也是所有设备都应密切关注的事宜。

关于自动化控制系统的设备与相关附属设施的质量因素，首先这些设备设施必须先经由相关主管部门进行质量检测和严格把关，施工和管理过程中只要相关人员认真按照规程进行操作，完全能够避免风险的发生。因此，只要抓好管理即可。关于电路是否合理的安全因素将在下文进行详解。

2.2 关于系统软件方面的主要风险

自动化控制系统在系统在软件方面的风险主要包括三个方面内容：首先，要看控制系统本身是否安装有杀毒软件、防火墙等相关的防护软件，以及是否采取了必要的安全防护措施；其次，要看控制系统是否对重要的数据信息做了加密处理操作，是否进行了重要数据的保存备份等；再次，要看控制系统是否对住访问权限进行了严格控制，也就是指能否有效阻止一些非法获取使用数据的行为。为了达到这一要求，技术人员必须选择与实际需求相适应的相关软件等对控制系统做好保护，以确保系统安全。

2.3 关于人为因素引起的主要风险

众所周知，再好的自动化控制系统也需要人工操作和管理，而一旦有人员参与势必就出现问题，因为操作人员操作不当或者管理疏忽都可能给控制系统带来风险。概括有以下几种主要问题：

（1）操作人员的操作问题。操作人员的操作是否准确将直接影响到控制系统的安全稳定运行，因此，如果操作人员发生操作错误，其后果必将十分严重。因此，单位必须加大对操作人员的技能培训力度，确保操作人员能够规范操作，避免风险的发生。

（2）操作人员的能力素质。操作人员掌握技术的同时，还了解单位的许多机密数据信息，一旦他们将这些信息泄漏出去或者进行非法处理，势必会带来巨大的损失和影响。因此，单位必须注意人才的培养，用好人才，还要定期开展思想教育活动，树立员工的责任感和主人翁意识，确保不会因人为因素而给单位带来风险。

（3）操作人员的疏忽大意。智者千虑，必有一失，对于操作人员身上发生的一些无法避免的失误问题，只能通过专家指导和长期的工作实践来加以解决，或者选用其他操作人员的办法来减少风险的发生。

3、自动化控制系统风险的有效控制策略

电磁干扰是自动化控制系统中最不好控制和把握的风险因素，由于电磁场既无法感知不好确定，又大都处于空间和控制系统内外是一种暂态过程，因此，进行电磁干扰的来源分析以及制定电磁干扰的有效控制策略显得尤为重要。

3.1 自动化控制系统中电磁干扰的来源分析

（1）在空间内分布的大量电磁干扰。对于空间内分布的大量电磁干扰，主要是由于各种电力网络和设备的内部电流变化而产生的电磁场而来，其中包括广播电视、工业设备、家用设施等等。自动化控制系统工作时，很容易受到来自四面八方的电磁干扰而影响正常运行，通常情况下这种电磁干扰有两种形式，其一是电磁辐射产生的直接干扰，其二是辐射控制系统网络后而对控制系统产生的间接干扰。

（2）通过控制系统外引线产生的电磁干扰。自动化控制系统无法单独运行工作，需要借助电源、辅助设备及特定的数据通道等设备设施协作配合才能工作，而在外设接入过程中也很可能会发生对控制系统的辐射干扰现象，也就是我们通常所说的传导干扰。在我国各类施工中传导干扰都是影响最深、普及最广的干扰现象，传导干扰主要通过两种途径来实现：1）来自供电电源的电磁干扰。通过大量工程实践可以表明，通过电源导入而造成的自动化控制系统故障现象十分普遍，究其原因主要是工程实践中所有供电电源均是通过电网实现送配电工作，而电网的构成十分复杂并且覆盖面积十分广阔，因此电网周围的电磁变化和存在情况也异常复杂化，特别是对于电网内部的重大变化更为严峻，比如某些大型设备的启停操作、一些交直流传动装置引起的谐波以及一些开关操作等，这些操作均能够对使磁场发生巨变，并且能够通过输电线路向电源进行直接传导，其结果就是对自动化控制系统带来严重危害。因此，我们在选择电源时，必须选择隔离电源以确保其隔离性能良好，然而，目前的隔离电源因为在制造工艺和技术水平上还无法达到理想状态，因此其隔离性能无法保证，自动化控制系统应用过程中很可能带来电磁干扰。2）来自信号线的电磁干扰。自动化控制系统要想与外界进行有效的联系沟通，必须使用大量的传输线路，然而，传输线路不仅能够实现信号的传输功能，还可能由于制造材质的因素，以及固有性质的因素，造成干扰信号能够侵入线路的问题，期间来自信号线的自身感应干扰是最基本的干扰途径。出现干扰后可能导致自动化控制系统的相关设备出现工作异常现象，以及降低设备的精确度，个别严重现象可能造成设备元件的完全或部分损坏。此外，来自信号线的电磁干扰还会造成自动化控制系统在获取数据时发生误动、串动以及死机等问题。

（3）控制系统内部的电磁干扰。控制系统本身的电磁干扰，其产生原因主要是控制系统使用的元件与电路两者之间产生的电磁场辐射问题，再有也可能由于各元件之间不匹配而引发，只能进行基本的调试或者更换元件就可以解决这一问题。

3.2 自动化控制系统中电磁干扰的有效控制策略

在自动化控制系统工作时发生电磁干扰的机率很大，通常都会造成严重后果，因此，作为自动化控制系统的设计者和具体操作人员，必须积极地采取各种有力措施有效控制电磁干扰现象的发生，确保自动化控制系统能够尽量远离电磁干扰的影响。可以从抑制辐射源、衰减或者切断干扰途径、增强系统抗干扰能力几个方面加以解决，实施途径参见以下内容：

（1）确保供电电源的性能稳定质量过硬。自動化控制系统工作时供电电源的选择十分重要，因为电源干扰主要是经由自动化控制系统里的多个方面的电源耦合而对系统造成危害，因此选择电源时，首先必须确保其隔离性能良好，能够较好地对控制系统进行供电，同时对于各类附属设备的供电电源的选择也不可小视，必须认真加以对待。此外，我们必须认识到如今的隔离电源尚未达到自动化控制系统所需求的理想强度水平，其中大多数隔离变压器的分布参数仍然较大，无法进行有效的抑制和隔离，因此，不妨应用多次隔离技术、屏蔽技术或者漏感技术等手段，从而最大程度地降低电源干扰问题。

（2）电缆线与电缆敷设方式的选择必须科学合理。通过合理选择电缆线和科学地进行电缆敷设，能够使由于信号线而对自动化控制系统造成的电磁干扰有效地降低，具体实施过程中需要注意两项内容，其一是电缆屏蔽问题，根据工程实践表明，通过铜带铠装屏蔽电力电缆能够获得理想效果，所以可以采用这一方法降低电缆干扰；其二是可以电缆敷设可以分层进行，这样能够防止信号线和动力线因平行敷设而产生辐射干扰，由于各电缆线所输送的信号不同，它们之间很容易彼此干扰，而分层敷设能够将它们从空间上进行隔离开来，有效地实现电磁隔离目的。

（3）硬件滤波及软件应用。通常电工常识我们知道，如果在数据信号尚未进行计算机时进行并联接入电容操作，就能够降低共模干扰，如果在数据信号的两极安装滤波器，就能够解决差摸干扰问题，以上都能够有效解决电磁干扰现象。然而，由于电磁本身的复杂性及影响力，我们无法完全解决电磁干扰问题，因此单纯的硬件处理还远远不够，我们还需要通过一些软件进行处理操作，从而确保自动化控制系统的安全稳定，具体实施时可以采用以下方法提高软件的可靠性：对参考点电位进行校正，采用动态零点有效解决电位漂移问题；应用间接跳转进行软件保护设置等。

4、自动化控制系统的安全评估

自动化技术的不断发展进步，使我们对自动化控制系统的安全性问题越来越重视，根据自动化控制系统中经常出现的一些风险，许多专家学者进行了深入的探索研究，并有针对性提出了一套安全评估方法，具体应用时可以根据该办法对自动化控制系统的可靠性加以衡量。这种安全评估方法属于综合性的安全分析方法，其设计简明扼要，内容主要是为我们提供了分析安全风险的概率以及关键的标准化过程，并且还给出了相应的指导原则等内容，能够有效地在各类企业和系统中运用。我们知道，企业进行安全评估势必会增加成本，由于程度复杂还会耗费大量时间，然而，所有人更希望能够选择安全质量合格的产品，自动化控制系统应用安全评估同样是这个道理。因此，我们才将安全评估作为自动化控制系统的一项关键内容分列出来，并且希望通过大家的共同努力，让自动化控制系统的安全评估向国际化、正规化、标准化方向稳步发展。

综上所述，对于自动化控制系统中所涉及的工作环境、人为因素、设备与相关附属设施的质量等方面出现的风险问题，只要企业管理人员、技术开发人员、具体操作人员等认真加以对待、工作敬业负责，是完全可以有效避免和预防的。因此，我们必须最大程度地降低该类风险的发生。同时，从技术层面上分析，我们需要注重技术方法的创新，比如隔离性能更强的电源的研究等等，这需要我们大家的共同努力才能实现。

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