PID控制回路在实际工况中抗干扰浅谈.pdf

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1、研究与探讨PID控制回路在实际工况中抗干扰浅谈1223赵悦赵颖钱红海黄清（1.北京金自天正智能控制股份有限公司，北京100071；2.北方工程设计研究院有限公司，河北石家庄050011；3.首都信息发展股份有限公司，北京100050）摘要：实际应用中控制系统受到干扰的种类，总结PID控制系统工程应用的抗干扰设计及各种措施。关键词：PID干扰源；电磁干扰；接地；信号屏蔽中图分类号：TU74文献标志码：A文章编号：1674—3024（2013）12—618—02干扰信号，均可用差模和共模干扰信号来表示。差模干扰前言在两导线之间传输，属于对称性干扰；共模干扰在导线与人类生活在

2、特定的电磁环境中，任何地方均存在电磁地（机壳）之间传输，属于非对称性干扰。在一般情况下，干扰（ElectromagneticInterference，EMI）。对工业、民用的差模干扰幅度小、频率低，所造成的干扰较小，共模干扰大部分电力、电子设备而言，雷电是主要的电磁波干扰源，幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干而人为干扰源就来自于各种电气设备本身。随着电子电路扰较大。及电子技术在家庭、工业、交通、国防等领域日益广泛的1.2PID控制系统中电磁干扰的主要来源应用，这些人为的电磁波干扰逐渐成为一个环境污染问题。1.2.1来自实际工况空间的辐射干扰尤其是电子设备

3、的数字化、高频化，有源网络也向着小型化、空间的辐射电磁场主要由电力网络、电气设备的暂态高频化的方向发展，电磁干扰的危害性越来越大，使有限过程、雷电、无线电广播、雷达、高频感应加热设备等产生，空间内的电磁环境更为恶化。目前，许多电器设备和系统通常成为辐射干扰，其分布极为复杂。若PID控制系统置能否在应用现场正常运行，很大程度上取决于自身抗EMI于射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路的水平。径：（1）直接对PID内部的辐射，由电路感应产生干扰；此次仅以PID（比例-积分-微分控制器）这种常见（2）对PID控制系统接线及传感器信号的辐射，由通信线的控制器为例，简单

4、分析一下实际工况下的抗干扰措施。路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。生的电磁场大小有关，特别也与现场设备的频率有关，一这种控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后般可以通过设置屏蔽电缆和PID自带的局部屏蔽元件进行把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的保护。是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单1.2.2来自系统外线路的干扰的控制运算不同，PID控制器可以根据历史数据和差别的（1）来自电源的干扰。PID控制系统的正常供电电源出现率来调整输入值，这样可以使系统更加准确、更加稳

5、均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间定。可以通过数学的方法证明，在其他控制方法导致系统电磁干扰。尤其是电网内部的变化，开关操作浪涌，大型有稳定误差或过程反复的情况下，一个PID反馈回路却可电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路状以保持系统的稳定。高可靠性是电气控制设备的关键性能，态冲击等，都会通过输电线路传到电源里边。PID电源为而尽管PID控制器在设计制造时已采取了很多措施，使它了防止这些干扰通常会采用隔离电源，但由于机构及制造对工业环境比较适应。但是，为了确保整个系统稳定可靠，工艺因素，使其隔离性能并不理想。实际上，由于分布参还是应当尽量使P

6、ID控制器有良好的工作环境条件，并采数特别是分布电容的存在，绝对隔离是不可能的。取必要的抗干扰措施。（2）来自信号线引入的干扰。与PID控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有1电磁干扰源及对系统的干扰外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：a.通过共用1.1干扰源及干扰的一般分类信号仪表供电电源串入的电网干扰，往往被忽视；b.信号影响PID控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备线受到空间电磁辐射感应的干扰即信号线上的外部感应干的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，扰，这是很严重的。由信号线引入干扰会引起信号间的互这些电荷剧烈移动的部

7、位就是噪声源，即干扰源。干扰类相干扰，造成逻辑数据变化，最终会影响比例积分微分的型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性计算结果，导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失质不同划分。其中，按噪声产生的原因不同分为放电噪声、真和误动作。浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，（3）来自接地系统混乱时的干扰。接地是提高电子设分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为备电磁兼容性的有效手段之一。正确的接地既能抑制电磁共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰，而错误的接地用