微處理器ＶＶＶＦ電梯控制系統(tǒng)電磁噪聲干擾抑制

鄭升鴻

摘要：電梯設(shè)備因電磁噪聲的干擾，可能造成電梯在使用中微處理器VVVF控制系統(tǒng)失調(diào)，形成一定危害。為此，本文對電梯控制系統(tǒng)中電磁噪聲干擾的種類、形成、傳播途徑進行分析，并針對控制系統(tǒng)的硬件和軟件采取相應(yīng)的抗干擾措施，改進后的電梯對抗電磁噪聲的能力明顯增強，電梯運行平穩(wěn)、安全、可靠

關(guān)鍵詞：電梯；電磁噪聲；傳播途徑；抑控方法

電梯工作現(xiàn)場存在著大量電磁噪聲干擾源，如果控制系統(tǒng)的抗干擾能力差，就可能造成控制系統(tǒng)工作混亂，致使電梯死機、錯層乃至失控等事故發(fā)生。因此，抑制電梯電磁噪聲的干擾，提高設(shè)備的抗干擾能力是保障微處理器VVVF電梯控制系統(tǒng)運行安全可靠的一個不容忽視的重要問題。

一、電梯噪聲的傳播途徑：

對微處理器VVVF電梯控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響的主要電磁噪聲的來源根據(jù)傳播途徑大致可分為兩種：通過線路傳導(dǎo)的傳導(dǎo)性電磁噪聲與通過空間輻射傳播的輻射性電磁噪聲。

傳導(dǎo)性電磁噪聲傳播途徑主要來自電源線和接地線，容易造成微處理器丟失一部分或大部分信息。產(chǎn)生誤動作，同時VVVF變頻驅(qū)動器向電梯線路上有關(guān)聯(lián)載荷傳導(dǎo)出WVF變頻驅(qū)動器工作時產(chǎn)生的高次諧波電磁噪聲，對周圍的設(shè)備及電路產(chǎn)生干擾信號。輻射性電磁噪聲的主要來源是VVVF變頻驅(qū)動器產(chǎn)生的，工作時會通過聯(lián)接電梯電機的線路和電源線向外輻射高頻電磁噪聲，使其它的電子線路設(shè)備受到高頻電磁噪聲的干擾。

二、硬件電磁噪聲干擾的抑制：

1、電源系統(tǒng)傳導(dǎo)性電磁噪聲抑制：

(1)安裝電源低通濾波器：其基本原理是借助電容和電感組成的吸收裝置抑制電源噪聲。應(yīng)該注意的是：電源低通濾波器使用時濾波器的接地端必須保證良好接地。

(2)采用帶靜電屏蔽層的多繞組變壓器組電子線路用的穩(wěn)壓電源供電：不同的電子線路有獨自的電源供給可避免電子線路之間通過電源耦合產(chǎn)生的傳導(dǎo)性電磁噪聲相互干擾。

2、電源線傳導(dǎo)性電磁噪聲抑制：

(1)電源進線的選用應(yīng)滿足設(shè)備的載流量要求，并有一定的富余。

(2)電源線需單獨走線，電機線、電機編碼器線、電機抱閘線和信號線必須分別穿管走線或使用各自的線槽，其中電機和編碼器所穿的必須是金屬管或線槽且可靠單端接地。

(3)柜內(nèi)強電線路與弱電線路應(yīng)分開敷設(shè)，采用雙絞線，合理布線盡量將布線縮到最短。

3、接地：

(1)良好可靠接地系統(tǒng)是抑制電梯設(shè)備電磁噪聲的關(guān)鍵，對接地必須慎重處理。接地線應(yīng)分別直接接至接地線柱上，不得互相串接后再接地。因此電梯必須采用TN——s供電，供電系統(tǒng)工作零線在電梯電氣設(shè)備與地絕緣，也不與電梯控制設(shè)備的外露可導(dǎo)電部份連接，而保護零線與電梯電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分連接，它們之間正常的電位為零電位，因此才不會對電梯電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。

(2)電子電路板中的信號接地：模擬放大電路所有模擬器件(包括可能的IN／OUT)的接地必須單點并聯(lián)接地，絕對避免串聯(lián)接地形成的環(huán)路形成。純數(shù)字電路的電路板，各器件可以允許多個點接地，并且應(yīng)盡量減少串聯(lián)接地的狀況出現(xiàn)，以減小電路間的相互影響，防止高頻電磁噪聲的干擾。

(3)模擬量輸入信號與屏蔽的接地：

①如果信號源端不接地，放大電路端接地的電路，則屏蔽體應(yīng)在放大電路接地端接地。

②如果信號源端須接地，放大電路端不接地的電路，則屏蔽體應(yīng)在信號源接地端接地。

③如果信號源端與放大電路端都必須接地，則對信號必須要采用變壓器耦合或光電耦合的隔離措施，并且屏蔽體應(yīng)在信號源端接地。

④如果可以選擇在信號源端或放大電路端接地，則將信號線屏蔽層在信號源端接地。

4、接口與過程通道的電磁噪聲干擾抑制：

(1)接口過程通道的聯(lián)接線采用雙絞線，雙絞線抗共模噪聲能力強，可以抑制部份外界信號干擾。

(2)使用光電耦合隔離電路，電梯的控制部份屬于高電壓大功率，要用微處理器系統(tǒng)的弱電來控制這種強電，首先要解決強電對弱電的干擾，光電耦合器因其開關(guān)速度快，隔離效果好，工作穩(wěn)定性高被廣泛應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)的數(shù)字量、模擬開關(guān)量的隔離電路接口。

(3)信號線應(yīng)采用屏蔽線且屏蔽網(wǎng)單端接地，在線路安排上應(yīng)盡量遠(yuǎn)離強電線路電源變壓器。

5、輻射性噪聲的抑制的方法：

(1)對VVVF變頻驅(qū)動器通常采用三種方法抑制：①在變頻驅(qū)動器進線加裝三相電源低通濾波器，抑制電磁噪聲通過電源線向電源系統(tǒng)中的其它設(shè)備輻射。②電梯電機到變頻驅(qū)動柜采用屏蔽動力線聯(lián)接且屏蔽網(wǎng)在變頻驅(qū)動器接地端接地。③變頻驅(qū)動柜設(shè)置良好的電磁屏蔽殼并接地。

(2)微處理器等弱電電子線路控制板獨立采用屏蔽殼與電梯控制柜內(nèi)其它電路隔離，抑制周邊電磁噪聲干擾。

(3)采用電梯串行通訊系統(tǒng)。

三、軟件抗電磁噪聲干擾措施：

1設(shè)置自檢查程序：系統(tǒng)開機后對硬件進行自檢，另外在單片機的內(nèi)部設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志，程序運行進不斷查詢這些狀態(tài)標(biāo)志，及時發(fā)現(xiàn)并糾正錯誤，以確保系統(tǒng)運行的高可靠性。

2指令冗余法：編程時應(yīng)盡量采用單字節(jié)指令，并在關(guān)鍵地方人為地插入一些單字節(jié)指令重復(fù)書寫。

3設(shè)置軟件陷阱：在非程序區(qū)設(shè)置一些陷阱程序，正常運行時不會進入非程序區(qū)，當(dāng)程序彈飛時就可能遇到這些陷阱，在陷阱處于強令程序進入初始化狀態(tài)，從而避免“死機”現(xiàn)象。

4看門狗定時復(fù)位技術(shù)：看門狗系統(tǒng)本身不依賴于微處理器，在一個固定的時間間隔內(nèi)與微處理器打一次交道，以表明系統(tǒng)工作正常并封鎖復(fù)位信號。當(dāng)微處理器陷入死循環(huán)后，則會因超過規(guī)定時間間隔而啟動復(fù)位信號使系統(tǒng)復(fù)位。

參考文獻

(1)何立民編，北京航空航天大學(xué)出版社1993

(2)[美w.O.亨利著，人民鐵道出版社本1978