論述機(jī)電一體化系統(tǒng)的抵抗外界干擾的措施

易宏宇（邵陽學(xué)校,湖南　邵陽　422000）

論述機(jī)電一體化系統(tǒng)的抵抗外界干擾的措施

易宏宇
（邵陽學(xué)校,湖南邵陽422000）

伴著現(xiàn)代社會(huì)的飛速前進(jìn)，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化已經(jīng)在我國(guó)各行各業(yè)中應(yīng)用已經(jīng)很多，機(jī)電一體化很大的促進(jìn)了公司以及單位的工作效率，因?yàn)闄C(jī)電一體化在中國(guó)的發(fā)展很晚，所以在這些設(shè)備在應(yīng)用的過程中經(jīng)常受到不同程度不同問題的干擾。導(dǎo)致這些機(jī)電一體化的設(shè)備不同程度的損壞，更有甚者會(huì)影響該設(shè)備的正常工作。所以這一篇文章就是關(guān)于機(jī)電一體化的體系進(jìn)行系統(tǒng)的研究，從而找到可以很好的抵抗干擾的具體方法。

機(jī)電一體化系統(tǒng)；抵抗外界干擾；措施

隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷推進(jìn)與變革，工業(yè)電器半自動(dòng)化、全自動(dòng)化、電子信息化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中。其中，機(jī)電一體化應(yīng)用頻繁，范圍較廣。機(jī)電一體化系統(tǒng)具有集成性質(zhì)，它利用軟件編程將機(jī)與電高效的結(jié)合成一個(gè)統(tǒng)一、完善的大系統(tǒng)。這個(gè)大系統(tǒng)，同樣存在著其固有的不利因素-外因干擾。外因干擾常使得機(jī)電出現(xiàn)故障，影響整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)程與效率。因此，尋找外因干擾及有針對(duì)性的解決這一問題成為機(jī)電一體化系統(tǒng)高效應(yīng)用的前提。

1　機(jī)電一體化系統(tǒng)外因干擾原因分析

（1）供電干擾。工業(yè)用電量較大，機(jī)械設(shè)備多，大型、超大型用電設(shè)備往往同時(shí)啟動(dòng)，此時(shí)，由于供電不足，使得工業(yè)電網(wǎng)常出現(xiàn)用電高低峰值頻繁變換。在一些大型的設(shè)備的啟動(dòng)或者停止的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)出現(xiàn)波動(dòng)，在現(xiàn)在的中國(guó)運(yùn)用的是高壓高內(nèi)阻的電網(wǎng)，就是采用某些穩(wěn)定電壓的做法，然而電網(wǎng)還會(huì)是存在波動(dòng)導(dǎo)致影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的。因此，機(jī)電一體化系統(tǒng)最好安置在一個(gè)周圍沒有太多電網(wǎng)或者用電量大機(jī)械設(shè)備的地方，盡最大的可能的減少供電方面對(duì)其產(chǎn)生的干擾。

（2）過程通道方面的干擾。在遠(yuǎn)距離的傳輸?shù)耐局校蓴_出現(xiàn)在其路途中，若在系統(tǒng)中，有一些設(shè)備因?yàn)槌霈F(xiàn)漏電，接地系統(tǒng)不太完善等原因，都會(huì)在這個(gè)過程中產(chǎn)生很夠的差動(dòng)模電以及工模的電壓。假如用來傳輸?shù)木€以及電纜攪在一起，它們之間會(huì)出現(xiàn)一些干擾的，特別是在短距離內(nèi)同時(shí)有市電與小伏信號(hào)電存在時(shí)，這種干擾特別明顯。如果存在更多的信號(hào)線路，而對(duì)其使用環(huán)境的設(shè)計(jì)不夠精細(xì)，或鋪設(shè)時(shí)操作錯(cuò)誤等，難免會(huì)出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)的問題。那些幅值較大的干擾的信號(hào)一樣可以使通道之間相互干擾，這樣的干擾會(huì)使信號(hào)有一些改變。

（3）磁場(chǎng)干擾。在機(jī)電一體的系統(tǒng)空間的周圍可能會(huì)有好多的靜電場(chǎng)或者是磁場(chǎng)或者是電磁場(chǎng)，比如太陽以及天體的輻射出現(xiàn)的電磁波，廣播或者用于通訊的信號(hào)發(fā)射器，這些干擾都會(huì)使其正常工作受到干擾。場(chǎng)干擾的存在雖然對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)的干擾不產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，但是還是有些影響。在特定的環(huán)境下，這些微不足道的干擾也可能使系統(tǒng)出現(xiàn)問題，嚴(yán)重影響正常工作的運(yùn)行。

2　機(jī)電一體化系統(tǒng)硬件抗干擾的措施

（1）抗電源干擾的措施。在編制的配電的方案上抵抗電源的干擾。若果要讓機(jī)電一體化的系統(tǒng)在起根源上去抵抗電源對(duì)他的干擾，那就需要從配電的方法的編制去做文章，第一設(shè)計(jì)人員需要從實(shí)際去看待問題，進(jìn)行分析，之后運(yùn)用合適的設(shè)備的設(shè)置，使機(jī)電一體化的系統(tǒng)的電源趨于穩(wěn)定，需要把組成機(jī)電一體化的各個(gè)部分依依的進(jìn)行變壓整流等一系列的工作，這樣可以降低外界的干擾。

（2）過程通道的抗干擾措施。在遠(yuǎn)距離傳遞過程中，雙絞線是很好的選擇，與同軸的電纜線不同，頻帶更寬，可是阻抗卻提高了不少，很大程度上減小了共模的干擾。雙絞線結(jié)構(gòu)有不一樣的閉合回路，這樣就影響了線與線之間電磁感應(yīng)方向，讓它們互相作用，相互抵消，所以能夠?qū)﹄姶艌?chǎng)的干擾起一定的阻礙作用。此外，還能夠通過Watchdog增強(qiáng)機(jī)電一體的化抗干擾能力。Watchdog是一種監(jiān)視定時(shí)器，而且在工作期間他不用借助任何的外部力量，可以單獨(dú)進(jìn)行工作，信息采集的準(zhǔn)確度也是很高的，所以就能夠使機(jī)電一體化系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)避免電源的干擾，使其能夠順利的進(jìn)行工作。

（3）空間干擾的防控措施。對(duì)于空間干擾的有效防控，需要從有效靜電接地和把干擾進(jìn)行屏蔽隔離兩方面入手。為了更好的實(shí)現(xiàn)空間干擾防控，必須注意下面幾點(diǎn)做法：1）靜電接地是把靜電導(dǎo)入地下，但接地時(shí)，需要開路接地，以防止靜電回流。2）信號(hào)線最好選用屏蔽效果好的雙絞線，雙絞線具有雙層隔離效果，能夠完全避免電磁干擾。屏蔽結(jié)構(gòu)接地時(shí)，也要注意不要形成回路，要開放性接地，即單端接地。3）在進(jìn)行線路鋪設(shè)時(shí)，需要考慮好線路的鋪設(shè)結(jié)構(gòu)，不允許將屏蔽結(jié)構(gòu)計(jì)算在內(nèi)，以便屏蔽結(jié)構(gòu)更好的對(duì)干擾防控。4）工業(yè)電氣設(shè)備較多，在線路鋪設(shè)時(shí)，必須單獨(dú)排線，萬不可存在共用線狀態(tài)。而且線路之間的隔防措施要做好，盡可能的將干擾排除掉。同時(shí)，也能夠?qū)⒚}沖干擾防控在最前端，降低后續(xù)排干擾工作量。

3　機(jī)電一體化系統(tǒng)軟件抗干擾的措施

（1）抑制工頻干擾。工頻干擾一旦形成，很難檢測(cè)與排除。為了有效的抑制工頻干擾，必須在容易產(chǎn)生此類干擾的線路或設(shè)備上進(jìn)行防控。目前有效的防控措施無個(gè)乎安裝濾波器。濾波器種類較多，應(yīng)用效果好，在消除工頻干擾中作用明顯。因此，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)線路的特殊性，考慮好容易產(chǎn)生哪類的工頻干擾，有選擇的進(jìn)行安裝濾波器，設(shè)計(jì)一套完善的軟件控制系統(tǒng)，應(yīng)用軟件對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行控制，完全可以實(shí)現(xiàn)工頻干擾的有效抑制。

（2）數(shù)字濾波。數(shù)字化技術(shù)同樣可以在消除電磁干擾上應(yīng)用。數(shù)字化濾波技術(shù)就是應(yīng)用數(shù)字化軟件系統(tǒng)，將采集的干擾信息時(shí)時(shí)編碼并進(jìn)行傳送，呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)屏幕上。在出現(xiàn)干擾故障后，采用數(shù)字化濾波技術(shù)對(duì)干擾進(jìn)行清除或削弱，減少對(duì)機(jī)電的影響。數(shù)字濾波技術(shù)具有較多的優(yōu)點(diǎn)：1）無需要硬件支持；2）深入底層，是其它濾波技術(shù)無法觸摸到的領(lǐng)域；3）算法獨(dú)特，運(yùn)行方便；4）應(yīng)用場(chǎng)合靈活多變。

4　總結(jié)

機(jī)電一體化系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中起到舉足輕重的作用，在軟件層面和硬件層面進(jìn)行防控干擾探討是十分必要的。通過文中提出的軟、硬件防控措施，能夠有效的保證機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行，為工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程提供動(dòng)力。

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[4]范丹丹.基于機(jī)電一體化系統(tǒng)抗干擾措施研究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2014(08).

易宏宇（1993-），男，湖南邵陽人，本科在讀。