机电一体化系统干扰及抗干扰措施.pdf

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1、2012第1期(总第118期工西建材施工技术机电一体化系统干扰及抗干扰措施鲁利萍(江西省煤田地质局二二三地质队，江西鹰潭335000)摘要：笔者就机电一体化系统在运行时受到的干扰进行分析，并提出了抗干扰措施，可供参考。关键词：机电一体化干扰抗干扰在机电一体化系统中，电噪声的干扰是产生元部件失效或点远而形成的环路，因为不同位置的接地点一般不可能电位相数据传输、处理失误，进而影响其可靠性的最常见和最主要的同，因此形成图中所示的地电位差；图2．2是采用公用地线串因素。这是机电一体化产品设计中不可忽视的问题之一。联接地而形成的环路，由于各设备负载不

2、平衡、过载或漏电等1干扰源原因，可能在设备之间形成电位差。无论哪种情况形成的电位一般说来，在机电一体化系统中，用专用或通用微型计算差，都会产生一个显著的电流i而干扰电路的低电平。机组成的控制器，其硬件经过筛选和老化处理，可靠性非常高，平均无故障工作时间较长，因此，引起控制器故障(失效)的原因多半不在于其本身，而在于从各种渠道进入控制器的干扰信号。图1表示干扰信号进入控制器的各种渠道。这些渠道可分为两大类型：一是传导型，通过各种线路传人控制器，包括供电干扰、强电干扰和接地干扰等；二是辐射型，通过空间感应进图2．1接地环路入控制器，包括电磁干扰

3、和静电干扰等。图2．2接地环路1．4辐射干扰如果在控制系统附近存在磁场、电磁场、静电场或电磁波辐射源，就可能通过空间感应，直接干扰系统中的各设备(控图1干扰渠道示意图制器、驱动接口、转换接口等)和导线，使其中的电平发生变1．1供电干扰化，或产生脉冲干扰信号。系统附近或系统中的感性负载是最控制器一般都配备有专用的直流稳压电源，即使如此，从常见的干扰源，它的开、停会引起电磁场的急剧变化，其触点的交流供电网传来的干扰信号仍然可能影响电源电压的稳定性，火花放电也会产生高频辐射。人体和处于浮动状态的设备都并可能经过整流电源窜入控制器。这些干扰信号主要

4、来源于可能带有静电，甚至可能积累很高的电压。在静电场中，导体附近大容量用电设备的负载变化和开、停时产生的电压波动。表面的不同部位会感应出不同的电荷，或导体上原有的电荷经这些设备在起动时使电网电压瞬时降低，在停止时又产生过电感应而重新分配，这些都将干扰控制系统的正常运行。压和冲击电流。此外，雷电感应也会产生冲击电流。供电电网2抗干扰措施对控制器的另一种干扰是断电或瞬时断电，这将引起数据丢失用来抑制上述各种干扰信号的产生或防止干扰信号危害或程序紊乱。的抗干扰措施，既有针对各种干扰源的性质和部位而采取的措1．2强电干扰施，也有从全局出发而采取的提

5、高系统可靠性的措施。驱动电路中的强电元件如继电器、电磁铁和接触器等感性2．1供电系统的抗干扰措施负载，在断电时会产生过电压和冲击电流。这些干扰信号不仅针对交流供电网络这个干扰源所采取的抗干扰措施主要影响驱动电路本身，还会通过电磁感应干扰其他信号线路。这是稳(稳压)、滤(滤波)、隔(隔离)。种强电干扰信号能通过外部接口通道影响控制器内部I／O接(1)增加电子交流稳压器：在直流稳压电源的交流进线侧口的状态，并通过I／O接口进入控制器。增加电子交流稳压器，用来稳定220V单向交流进线电压，可1．3接地干扰以进一步提高电源电压的稳定性。接地干扰是由

6、于接地不当、形成接地环路产生的。图(2)增加低通滤波器，用来滤去电源进线中的高频分量或2．1、图2．2为接地环路的两种典型情况。图2．1是由于接地脉冲电流。加入隔离变压器，以阻断干扰信号的传导通路，并·1O3·抑制干扰信号的强度。对于近距离的检测传感器发出的数字或脉冲信号，不必再(3)在可靠性要求很高的地方，可采用不问断电源(具有经过放大，可采用图5所示的抗干扰电路。由R1和c1组成备用直流电源)，以解决瞬时停电或瞬时电压降所造成的危滤波器，滤去高频干扰。由于经过RC滤波后的脉冲信号往往害。有脉动和抖动，为了改善脉冲前沿，故增加了一级整形电

7、路。2．2接口电路的抗干扰措施在控制器与执行元件之间的驱动接口电路中，少不了由弱电转强电的电感性负载，以及用来通、断电感负载的触点，这些都是产生强电干扰的干扰源。对于这种干扰，首先是采取吸收j建NO的方法，抑制其产生，然后采取隔离的方法，阻断其传导。这种强电干扰，也会通过电磁感应影响控制器与检测传感器之间的图5近距离数字信号抗干扰接口电路转换接口电路。对于这种干扰以及从空间感应受到的其他辐3接地系统的抗干扰措施：射干扰，也常采取隔离的办法，以免通过转换接口进入控制器。要防止从接地系统传来的干扰，主要的方法是切断接地环(1)采用RC电路或二极

8、管和稳压二极管吸收在电感负载路，通常采用以下措施。断开时产生的过电压，以消除强电干扰。(1)单点接地：对于图2．1所示的由于接地点远而形成的(2)采用光隔离措施以防止驱动接口中的