對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中機(jī)電一體化系統(tǒng)抗干擾措施的分析

【摘 要】在當(dāng)今的社會(huì)發(fā)展中，機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展十分迅速，機(jī)電一體化在機(jī)械制造的過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在這樣的情況下，人們對(duì)機(jī)械制造行業(yè)也提出了更高的要求。但是機(jī)電一體化會(huì)受到很多因素的影響，這樣就使得機(jī)電一體化完全無(wú)法發(fā)揮自身的積極作用，從而也使得生產(chǎn)無(wú)法得以順利的進(jìn)行，本文主要分析了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中機(jī)電一體化系統(tǒng)抗干擾措施，以供參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；系統(tǒng)；抗干擾；措施；分析

機(jī)電一體化通常就是指把現(xiàn)代電子技術(shù)和傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)和制造技術(shù)充分的結(jié)合在一起，應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)過(guò)程中，這樣就可以充分的體現(xiàn)出各自的優(yōu)勢(shì)，從而也實(shí)現(xiàn)了良好的應(yīng)用效果。在當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展中，各個(gè)行業(yè)都有了極大的發(fā)展，所以機(jī)電一體化受到的干擾也越來(lái)越多，在這樣的情況下就必須要采取有效的措施，減少一些因素對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行的負(fù)面影響，確保其能夠保持在正常的運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中。

1.機(jī)電一體化系統(tǒng)受到干擾的影響因素

1.1供電時(shí)受到干擾

在工業(yè)生產(chǎn)和建設(shè)的過(guò)程中，大功率設(shè)備的數(shù)量越來(lái)越多，如果設(shè)備頻繁的啟動(dòng)和停止就會(huì)使得電網(wǎng)受到很大的影響，這樣就無(wú)法保證電網(wǎng)一直處在良好的狀態(tài)當(dāng)中，而當(dāng)前我國(guó)電網(wǎng)主要的是220V的高內(nèi)阻電網(wǎng)，所以在設(shè)備運(yùn)行和啟停的過(guò)程中非常容易受到干擾信號(hào)的污染，在這樣的情況下即便技術(shù)人員已經(jīng)在系統(tǒng)的內(nèi)部設(shè)置了相應(yīng)的穩(wěn)壓措施，但是還是會(huì)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)構(gòu)成不利的影響，所以在一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中，一定要對(duì)供電干擾予以高度的重視。

1.2過(guò)程通道干擾

通常我們所說(shuō)的過(guò)程通道干擾實(shí)際上就是指因?yàn)閭鬏數(shù)木€(xiàn)路太長(zhǎng)而產(chǎn)生的一系列干擾現(xiàn)象。在系統(tǒng)正常運(yùn)行的過(guò)程中，如果產(chǎn)生了比較明顯的通道干擾，系統(tǒng)當(dāng)中的接電設(shè)備或者是其他與之相關(guān)的系統(tǒng)都會(huì)受到非常大的影響，同時(shí)其他設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中也會(huì)受到十分嚴(yán)重的干擾，這樣也就使得機(jī)電一體化系統(tǒng)無(wú)法得以正常的運(yùn)行。通過(guò)詳細(xì)的分析和研究發(fā)現(xiàn)，這樣的干擾通常會(huì)讓信號(hào)采集的過(guò)程中產(chǎn)生失真的現(xiàn)象，從而也嚴(yán)重的影響到了信號(hào)的真實(shí)性和可靠性，從而使得生產(chǎn)效果無(wú)法達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

1.3場(chǎng)干擾

機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行和工作的過(guò)程中，如果周?chē)沫h(huán)境存在著比較多的磁場(chǎng)或者是電場(chǎng)就會(huì)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量構(gòu)成非常不利的影響，同時(shí)系統(tǒng)中的電平也會(huì)發(fā)生一定的改變，最終也會(huì)對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率的提升起到負(fù)面的作用。

2.硬件抗干擾措施

2.1抗電源干擾的措施

2.1.1通過(guò)watchdog來(lái)提升機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)電源的抗干擾能力

在當(dāng)代社會(huì)的發(fā)展中，機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中一般都會(huì)采用watchdog來(lái)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行有效的處理，這是一種當(dāng)今十分流行的監(jiān)視計(jì)時(shí)器。在正常的工作當(dāng)中，它可以使得機(jī)電一體化設(shè)備在更小的程度上承受電源帶來(lái)的不良影響，同時(shí)它可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立工作，保證信號(hào)本身的準(zhǔn)確程度，同時(shí)也會(huì)在這一過(guò)程中保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，從而使其達(dá)到一個(gè)比較理想的運(yùn)行狀態(tài)。

2.1.2通過(guò)編制配電方案的方面對(duì)抗電源干擾進(jìn)行一定的處理

想要更好的抵制電源對(duì)系統(tǒng)的不良影響，在實(shí)際的工作中就一定要從配電方案方面入手，首先設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的具體情況對(duì)其進(jìn)行處理。之后還要選擇一個(gè)更加科學(xué)和合理的設(shè)備，只有設(shè)備更加的科學(xué)合理，才能更好的保證系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量和可靠性。舉例來(lái)說(shuō)，我們可以通過(guò)設(shè)置交流穩(wěn)壓器或者是直流穩(wěn)壓器的方式對(duì)電源設(shè)備進(jìn)行有效的保護(hù)，這些設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中可以很好的防止系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中受到不良的影響。

2.2過(guò)程通道抗干擾措施

2.2.1光電距離的長(zhǎng)度浮置措施

在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，利用光電耦合器就可以在長(zhǎng)線(xiàn)傳輸?shù)倪^(guò)程中將模塊之間的兩個(gè)光電耦合器件連接起來(lái)，這種設(shè)置的方式一方面可以有效的使其功能模塊之間的電流流到公共地線(xiàn)的時(shí)候所產(chǎn)生的噪音相互干擾，同時(shí)還能有效的減少長(zhǎng)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)以及阻抗的問(wèn)題。

2.2.2雙絞線(xiàn)傳輸措施

在長(zhǎng)線(xiàn)傳輸中，雙絞線(xiàn)是較常用的一種傳輸線(xiàn)，與同軸電纜相比，雖然頻帶較窄，但阻抗高，降低了共模干擾。由于雙絞線(xiàn)構(gòu)成的各個(gè)環(huán)路，改變了線(xiàn)間電磁感應(yīng)的方向，使其相互抵消，因而對(duì)電磁場(chǎng)的干擾有一定的抑制效果。

2.2.3長(zhǎng)線(xiàn)傳輸?shù)淖杩蛊ヅ?/p>

長(zhǎng)線(xiàn)傳輸時(shí)，若收發(fā)兩端的阻抗不匹配，則會(huì)產(chǎn)生信號(hào)反射，使信號(hào)失真，其危害程度與傳輸?shù)念l率及傳輸線(xiàn)長(zhǎng)度有關(guān)。因此，必須對(duì)傳輸線(xiàn)進(jìn)行阻抗匹配。

2.2.4長(zhǎng)線(xiàn)的電流傳輸

長(zhǎng)線(xiàn)傳輸時(shí)，用電流傳輸代替電壓傳輸，可獲得較好的抗干擾能力。傳感器直接輸出0～10mA電流在長(zhǎng)線(xiàn)上傳輸，在接收端可并上1kΩ的精密金屬膜電阻，將此電流轉(zhuǎn)換為0～5V（或0～10V）的電壓，然后送入A/D轉(zhuǎn)換通道。

2.2.5傳輸線(xiàn)的合理布局

強(qiáng)電饋線(xiàn)必須單獨(dú)走線(xiàn)，不能與信號(hào)線(xiàn)混扎在一起；強(qiáng)信號(hào)與弱信號(hào)線(xiàn)應(yīng)盡量分開(kāi)走向，有條件的場(chǎng)合，應(yīng)努力使二者正交；強(qiáng)弱信號(hào)平行走線(xiàn)時(shí)，線(xiàn)間距離應(yīng)為干擾線(xiàn)內(nèi)徑的40倍以上。

2.3空間干擾的抑制

防止空間干擾的主要方法是屏蔽和接地，要做到良好屏蔽和正確接地，必須注意以下問(wèn)題：

（1）消除靜電干擾最簡(jiǎn)單的方法是把感應(yīng)體接地，接地時(shí)要防止形成接地環(huán)路。

（2）為了防止電磁場(chǎng)干擾，可采用帶屏蔽層的信號(hào)線(xiàn)（絞線(xiàn)型最佳），并將屏蔽層單端接地。

（3）不要把導(dǎo)線(xiàn)的屏蔽層當(dāng)作信號(hào)線(xiàn)或共用線(xiàn)來(lái)使用。

（4）在布線(xiàn)方面，不要在電源電路和檢測(cè)、控制電路之間使用共用線(xiàn)，也不要在模擬電路和數(shù)字脈沖電路之間使用共用線(xiàn)，以免互相串?dāng)_。

3.軟件抗干擾措施

各種形式的干擾最終會(huì)反映在系統(tǒng)的微機(jī)模塊中，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集誤差、控制狀態(tài)失靈、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)竄改以及程序運(yùn)行失常等后果，雖然在系統(tǒng)硬件上采取了上述各種抗干擾措施，但由于干擾存在的隨機(jī)性，尤其在一些較惡劣的外部工作環(huán)境下，并不能保證萬(wàn)無(wú)一失，必須采用各種軟件抗干擾措施，軟硬兼施，提高整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。

3.1抑制工頻干擾

工頻干擾侵入微機(jī)系統(tǒng)的前向通道后，往往會(huì)將干擾信號(hào)迭加在被測(cè)信號(hào)上，特別當(dāng)傳感器模擬量輸出是小電壓信號(hào)時(shí)，這種串聯(lián)迭加會(huì)使被測(cè)信號(hào)淹沒(méi)。要消除這種串聯(lián)干擾，可使采樣周期等于電網(wǎng)工頻周期的整數(shù)倍，使工頻干擾信號(hào)在采樣周期內(nèi)自相抵消。

3.2數(shù)字濾波

軟件采取的抗干擾措施就是把采集到計(jì)算機(jī)中的采樣信號(hào)，采用數(shù)字濾波的方法，消除和削弱干擾信號(hào)。數(shù)字濾波有許多優(yōu)點(diǎn)，能夠完成模擬濾波器難以實(shí)現(xiàn)的某些功能，不需要其他任何設(shè)備，只要在程序進(jìn)入數(shù)據(jù)處理和控制算法之前附加一段數(shù)字濾波軟件即可。

4.結(jié)語(yǔ)

機(jī)電一體化系統(tǒng)在當(dāng)今的社會(huì)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了十分廣泛的應(yīng)用，但是其在使用的過(guò)程中會(huì)受到很多因素的干擾，在這樣的情況下，系統(tǒng)自身的功能就無(wú)法得到很好的發(fā)揮，所以在工作中，必須要對(duì)產(chǎn)生干擾的因素予以全方位的分析，準(zhǔn)確的掌握干擾源，這樣才能在工作中采取更加科學(xué)和有效的措施對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和完善，同時(shí)還要充分的考慮到系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況，這樣也保證了工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際效果。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]林雁.機(jī)電一體化系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)探析[J].民營(yíng)科技，2010（03）.

[2]閆華，汪木蘭，朱思洪.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，課程教學(xué)改革的實(shí)踐[J].中國(guó)科技信息，2008（15）.

[3]祁志生，朱春梅，李啟光.機(jī)電一體化系統(tǒng)技術(shù)，課程教學(xué)的若干探討[J].中國(guó)電力教育，2008（13）.

[4]艾厚石，丁學(xué)政，韓光偉.對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)抗干擾應(yīng)采取的措施[J].黑龍江科技信息，2008（09）.