電子自動(dòng)化控制裝置的常見干擾問題及對(duì)策

鐘彬龍

（福州昌暉自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司， 福建 福州 350002）

引言

電子自動(dòng)化控制裝置對(duì)于提升工業(yè)生產(chǎn)效率具有重要作用，促進(jìn)了工業(yè)的自動(dòng)化，使工業(yè)生產(chǎn)能夠在惡劣的環(huán)境下依舊保持較高的生產(chǎn)效率，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化工業(yè)的重要前提條件。但是電子自動(dòng)化控制裝置也存在自身的缺點(diǎn)，由于其含有非常多的元件，而這些元件容易受到外部因素的干擾，從而導(dǎo)致電子自動(dòng)化裝置不能夠正常運(yùn)行。因此，應(yīng)針對(duì)這些影響因素進(jìn)行研究，采取有效的抗干擾措施，保證電子自動(dòng)化裝置能夠自動(dòng)運(yùn)行。

1 電子自動(dòng)化控制裝置常見干擾因素

電子自動(dòng)化裝置容易受到干擾不僅是由于其具有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還與其所處的工業(yè)環(huán)境的復(fù)雜性密切相關(guān)。工業(yè)生產(chǎn)條件下電磁干擾是普遍存在的，導(dǎo)致電子自動(dòng)化裝置在吸收有用信號(hào)時(shí)，會(huì)受到環(huán)境中電磁噪音的干擾，以目前的技術(shù)而言，完全消除掉電磁干擾還不能夠?qū)崿F(xiàn)，只能通過采取抗干擾的手段將其影響降到最低。當(dāng)前，電子自動(dòng)化控制裝置運(yùn)行產(chǎn)生干擾的因素包括以下幾方面[1]。

1.1 靜電干擾

靜電干擾是比較普遍的干擾因素之一，產(chǎn)生的機(jī)理是電廠通過電容或者分布電容耦合而傳輸?shù)皆O(shè)備中，通過這樣的形式來(lái)對(duì)電容器造成這種干擾因素，這是最為普遍存在的干擾因素。在動(dòng)力線存在的電流較大時(shí)，線路外部的電場(chǎng)強(qiáng)度比較大，此時(shí)動(dòng)力線以及周圍電容對(duì)于電子自動(dòng)化控制裝置的影響效果比較顯著。

1.2 磁場(chǎng)耦合干擾

磁場(chǎng)耦合干擾的產(chǎn)生原理是在電子自動(dòng)化裝置周圍線路有比較大的電流經(jīng)過的情況下，由于磁場(chǎng)發(fā)生變化，裝置回路耦合造成一定的干擾問題。這種干擾主要來(lái)自于交流電動(dòng)機(jī)、電磁鐵以及動(dòng)力線等部件，當(dāng)這些部件中具有較高的交變電磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，電磁場(chǎng)就會(huì)和電子線路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或者感應(yīng)電流，從而對(duì)電子的自動(dòng)化裝置造成干擾。

1.3 電磁輻射干擾

電磁輻射干擾主要是指電子裝置吸收了外部電磁波，從而導(dǎo)致其出現(xiàn)異常的問題，輻射電磁波的主要來(lái)源是由觸電器、高頻加熱爐運(yùn)行過程中生成的電弧和電火花產(chǎn)生的，這種干擾對(duì)電子自動(dòng)化裝置的影響和電磁波的強(qiáng)度是成正比的。

1.4 共阻抗類干擾

在電子回路之中，導(dǎo)線中存在著電阻以及點(diǎn)感應(yīng)，在電子裝置運(yùn)行過程中，回路中的電流會(huì)流經(jīng)導(dǎo)線，導(dǎo)致導(dǎo)線出現(xiàn)電壓下降的情況，在這樣的情況下阻抗壓降耦合就會(huì)轉(zhuǎn)移，變換到另外的回路中去，最終會(huì)導(dǎo)致阻抗類干擾的產(chǎn)生。在這種干擾形式中，干擾的大小會(huì)受到干擾電路和被干擾電路之間線路的橫截面以及長(zhǎng)短影響。

1.5 電網(wǎng)干擾

電能是保證電子自動(dòng)化裝置運(yùn)行的能源，主要是通過電網(wǎng)來(lái)對(duì)其進(jìn)行供電的，電網(wǎng)中交流電變化給用電設(shè)備造成一定的影響，會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)中存在干擾信號(hào)，其中低頻次和高頻次的干擾信號(hào)在分別經(jīng)過裝置變壓器的耦合處理或者寄生電容器耦合時(shí)，會(huì)受到影響而變成次級(jí)，并且作用于電子自動(dòng)化裝置中，對(duì)其運(yùn)行造成干擾。

2 電子自動(dòng)化控制裝置的抗干擾措施

對(duì)電磁干擾進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)根據(jù)電磁干擾的起因，采取有針對(duì)性的措施進(jìn)行處理，當(dāng)前對(duì)電磁干擾的措施主要從干擾源、干擾源傳播以及接收等三個(gè)方向進(jìn)行，采取的措施包括濾波、屏蔽以及降低公共阻抗等方式。由于產(chǎn)生干擾的原因存在差異，因此采取的措施也有所區(qū)別，下面對(duì)其抗干擾的措施進(jìn)行分析[2-3]。

2.1 靜電抗干擾控制措施

靜電抗干擾的措施包括對(duì)干擾源進(jìn)行屏蔽和對(duì)裝置進(jìn)行屏蔽兩種，其中由于對(duì)靜電干擾源的屏蔽工作比較難實(shí)現(xiàn)，因此最常應(yīng)用的是對(duì)裝置進(jìn)行屏蔽的方法，具體的工作方式是屏蔽體對(duì)裝置進(jìn)行屏蔽，并且對(duì)屏蔽體進(jìn)行接地操作，從而實(shí)現(xiàn)有效的抗干擾。

2.2 磁場(chǎng)耦合干擾控制措施

針對(duì)于電磁耦合干擾，常在干擾源的周邊或者是裝置外部進(jìn)行高導(dǎo)磁的屏蔽物設(shè)置而進(jìn)行干擾的防范，通過這樣的方式可以對(duì)電磁干擾進(jìn)行控制，將干擾控制在一定的區(qū)域之中，保證其不能夠向外進(jìn)行輻射。利用這種方法，外部的干擾源就無(wú)法對(duì)內(nèi)部裝置進(jìn)行影響了，這種方法的實(shí)質(zhì)是切斷干擾源的路徑，這也是最為有效的一種防范磁場(chǎng)耦合干擾的方法，但是這種方法也存在缺陷，就是不能夠在信號(hào)傳輸距離較長(zhǎng)的情況下使用。

2.3 電磁輻射類干擾控制措施

電磁輻射類干擾對(duì)于電子裝置的影響程度取決于交變磁場(chǎng)的頻率，而在高頻交變電磁場(chǎng)下，這種影響的效果最為明顯，因此在進(jìn)行這種干擾形式的防范時(shí)，最常用的方法是采用低電阻金屬來(lái)進(jìn)行屏蔽，其中最為常用的材料為鋁和銅，它們是電阻較低而且較為經(jīng)濟(jì)的金屬材料。在實(shí)際的工作過程中，高頻電磁場(chǎng)和屏蔽層發(fā)生渦流反應(yīng)，在這種作用下其電磁輻射會(huì)被不斷削弱直至消失。

2.4 共阻抗干擾控制措施

應(yīng)對(duì)這樣的干擾形式，通常會(huì)使用通過擴(kuò)充電源功率容限的方式，使電源的內(nèi)阻降低。還可以通過設(shè)置模擬電路和數(shù)字電路，并且將其連接到電源輸出端口中，通過這樣的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)共阻抗干擾的有效控制。

2.5 電網(wǎng)干擾控制措施

針對(duì)電網(wǎng)對(duì)電子裝置的電磁干擾，可以通過應(yīng)用壓敏電阻的方式，有效吸收掉壓電網(wǎng)中的浪涌電壓，或者通過高頻率波抑制調(diào)頻干擾成分，針對(duì)于低頻煩擾，可以采用直流穩(wěn)壓電路的方式來(lái)進(jìn)行控制。

3 結(jié)語(yǔ)

制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)之基。如今隨著中國(guó)制造2025戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，智能制造迎來(lái)快速發(fā)展的機(jī)遇，電子自動(dòng)化控制裝置作為智能制造的重要組成部分，必將扮演關(guān)鍵性的角色。因此，探討電子自動(dòng)化控制裝置的常見干擾問題，研究對(duì)策，提高電子自動(dòng)化控制裝置的抗干擾能力，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的意義。