關(guān)于ＡＧＶ電磁兼容性的探討

王志德

摘要：隨著AGv應(yīng)用日益廣泛，其電磁安全性越來越受到重視，要求從設(shè)計(jì)到運(yùn)行環(huán)節(jié)進(jìn)行有效控制，切實(shí)做到AGv自身和對(duì)運(yùn)行環(huán)境均有良好的電磁兼容性，營(yíng)造綠色的使用環(huán)境。

關(guān)鍵詞：電磁兼容性、AGv、方案、安全

眾所周知，電器器件在工作時(shí)都要發(fā)出各種不同波長(zhǎng)、頻率的電磁波，產(chǎn)生電磁干擾和電磁污染；各種電器產(chǎn)品在運(yùn)行中不斷反復(fù)動(dòng)作，電感電路的能量反復(fù)變換，使電磁場(chǎng)動(dòng)蕩不停，這些都將對(duì)周圍電器的工作可靠性產(chǎn)生影響；同時(shí)，當(dāng)強(qiáng)度超過一定限度時(shí)，還可能有損于人體健康。因此在考核各種電器運(yùn)行的可靠性時(shí)，不僅要考慮電器本身的性能，還要考核其對(duì)周圍環(huán)境的承受和干擾程度，這就是電器的電磁兼容問題。

電磁兼容(EMC，EIectro－magnetic Compatibillty)一般定義為：設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。

電磁兼容性包括EMI(電磁干擾)和EMS(電磁耐受)兩方面，一是要求產(chǎn)品對(duì)外界的電磁干擾具有一定的承受能力，二是要求產(chǎn)品在正常運(yùn)行過程中，對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定限度。

自電子系統(tǒng)降噪技術(shù)在上世紀(jì)70年代中期出現(xiàn)以來，為了防止一些電子產(chǎn)品產(chǎn)生的電磁干擾影響或破壞其他電子設(shè)備的正常工作，各國(guó)政府和一些國(guó)際組織都相繼提出或制定了一些電子產(chǎn)品產(chǎn)生電磁干擾的有關(guān)規(guī)章或標(biāo)準(zhǔn)，符合這些規(guī)章或標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品就可稱為具有電磁兼容性EMC。例如在美國(guó)，產(chǎn)品要符合FCC Part15的要求；在加拿大，產(chǎn)品要符合加拿大工業(yè)局的要求；在歐盟，需要有符合性聲明；在澳大利亞，需要在AUSTEL注冊(cè)；在日本，產(chǎn)品要有VCCI標(biāo)志。目前對(duì)于任何要進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的產(chǎn)品，電磁兼容性(EMC)測(cè)試成為必須要通過的測(cè)試。

AGV電磁兼容問題

AGV是光、機(jī)、電一體化的自動(dòng)化物流設(shè)備，各種形式的AGV廣泛涉及到低壓控制器件、低壓開關(guān)電器、無線通信、電磁等領(lǐng)域，這些電器器件的應(yīng)用不可避免地涉及到電磁干擾問題。

目前，隨著AGV廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、化工、冶金、郵電、汽車、機(jī)場(chǎng)、碼頭、造紙、煙草、家電、醫(yī)藥、食品、商業(yè)、銀行、出版印刷、國(guó)防等領(lǐng)域，其電磁安全性受到越來越多用戶的關(guān)注。也成為AGV生產(chǎn)制造商追求的目標(biāo)，要求AGV的設(shè)計(jì)生產(chǎn)符合安全的電磁兼容性，從設(shè)計(jì)到運(yùn)行環(huán)節(jié)進(jìn)行有效控制。切實(shí)做到AGV自身和對(duì)運(yùn)行環(huán)境都有良好的電磁兼容性，營(yíng)造綠色的使用環(huán)境。

AGV電磁兼容解決方案

AGV形式多樣，控制方式有簡(jiǎn)單的，也有較為復(fù)雜的。例如，昆船公司開發(fā)有多種導(dǎo)引形式、適應(yīng)多種不同運(yùn)用環(huán)境的AGV，結(jié)構(gòu)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜。能服務(wù)于各種行業(yè)。下面以BJ311型激光導(dǎo)引自動(dòng)運(yùn)輸車為例，對(duì)AGV的電磁兼容性進(jìn)行分析。

1電器器件電磁兼容性

AGV電控系統(tǒng)包含各種電器器件，在設(shè)計(jì)選型環(huán)節(jié)上要充分考慮其電磁兼容性，從根本上保證系統(tǒng)各主要器件都符合相關(guān)要求，最終為整個(gè)系統(tǒng)的電磁安全打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)正規(guī)廠商和歐洲等各電器廠商生產(chǎn)的電器器件通常都有電磁兼容性測(cè)試通過標(biāo)志(如cE、EMC)和報(bào)告，設(shè)計(jì)中選用和用戶選型必須考慮這些條件。

昆船BJ311型AGV選用的主要器件都通過以下幾種基本電磁兼容性測(cè)試：

(1)PC板抗噪測(cè)試

ESD，靜電放電干擾，4kV接觸，8kV空氣放電(參考EN61000-4-2)。

輻射電磁場(chǎng)干擾，80MHz到1GHzl0Wm，用lkHz信號(hào)80％調(diào)制(參考EN50140)。

(2)屏蔽測(cè)試、

傳導(dǎo)干擾，0.15-80MHz，IOV，100歐(或2V，4歐)，1kHz下80％調(diào)幅(參考ENVS0141)。

EFT(瞬間沖擊)干擾，2kV，50ns脈寬，5ns上升沿(參考EN61000-4-4)。

輻射干擾，工業(yè)、生物、級(jí)別A，30db uWm at 30米，30MHz-230MHz，或37db u V／mat 30米，230MHz-1GHz。

(3)傳導(dǎo)測(cè)試

傳導(dǎo)干擾，工業(yè)級(jí)別A。150KHz到30MHz(66 db u vav，150 kHz—o 500 kHz)，(參考EN55011)。

另外，在BJ311型產(chǎn)品中的其他低壓器件產(chǎn)品和無線通信系統(tǒng)(無線通信安全參考YD／T 1312標(biāo)準(zhǔn))等器件單元都選擇了符合相關(guān)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。

2電控系統(tǒng)電磁兼容性

除主要控制器件外，AGV整車電控系統(tǒng)還包括電源等動(dòng)力系統(tǒng)以及其他電氣連接，這些單元工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一定的電磁問題，最終體現(xiàn)為整車系統(tǒng)的電磁干擾問題。當(dāng)AGV在各種系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)，其電磁兼容性將以整車形式進(jìn)行評(píng)估。對(duì)于整車的電磁兼容性，其抗電磁干擾EMI方面已經(jīng)在器件選型環(huán)節(jié)得到有效控制和保證，在此更多關(guān)心其對(duì)周圍環(huán)境的電磁干擾問題。而從單個(gè)器件本身來講，此方面也是得到有效控制的，所以制造商最終關(guān)心的問題是整車對(duì)外部環(huán)境的電磁干擾EMS。根據(jù)AGV的使用特點(diǎn)。其工作時(shí)一般不與其他設(shè)備產(chǎn)生直接電氣連接，因此對(duì)其與周圍環(huán)境的電磁兼容性(EMS)主要關(guān)注以下內(nèi)容：

(1)抗噪測(cè)試

ESD，靜電放電干擾(參考EN 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn))。

輻射電磁場(chǎng)干擾(參考EN50140標(biāo)準(zhǔn))。

(2)屏蔽測(cè)試

輻射干擾，工業(yè)、生物、級(jí)別A。

3抑制電磁兼容性的必要措施

通過一些有效的生產(chǎn)工藝和設(shè)計(jì)，可以很好地避免和控制AGV電磁干擾的產(chǎn)生。有些基本原則在設(shè)計(jì)生產(chǎn)中尤為重要，也是必須遵從的，包括：對(duì)AGV電源及電路進(jìn)行穩(wěn)壓和濾波處理以去噪；正確處理屏蔽電纜的使用和導(dǎo)流點(diǎn)；對(duì)車體共地和接地進(jìn)行有效處理以應(yīng)對(duì)靜電放電；動(dòng)力線路和反復(fù)動(dòng)作高電流的線纜采取消磁塊以減少其電磁干擾；此外。抑制浪涌電路設(shè)計(jì)也可以有效降低電磁干擾源。

按照上述設(shè)計(jì)和測(cè)試方法。昆船公司設(shè)計(jì)及生產(chǎn)的AGV各主要器件選型符合相關(guān)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)，整體電氣系統(tǒng)能有效抑制電磁干擾。目前，近500臺(tái)各種形式的AGV服務(wù)于煙草物流自動(dòng)化系統(tǒng)、金融物流自動(dòng)化系統(tǒng)，以及廣西玉柴、常柴、濰柴、中石油等物流自動(dòng)化系4統(tǒng)等50多個(gè)行業(yè)。經(jīng)測(cè)試和使用證明，這些AGV具有良好的電磁兼容性，為客戶提供了安全可靠的服務(wù)和安全的電磁使用環(huán)境。