淺談電子自動(dòng)化裝置的干擾研究

葉帥

【摘 要】電子自動(dòng)化裝置對(duì)于保障整個(gè)工作系統(tǒng)的有效運(yùn)行和質(zhì)量，提高系統(tǒng)的工作效率具有重要的作用。然而，電子自動(dòng)化裝置干擾現(xiàn)象的存在嚴(yán)重降低了裝置及整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。如何提高電子自動(dòng)化裝置抗干擾能力成為亟待解決的問題。本文從工業(yè)現(xiàn)場使用的電子自動(dòng)化控制裝置出發(fā)，分析了包括裝置電流設(shè)置、電路設(shè)計(jì)、線路安裝、線路板設(shè)置等在內(nèi)的可對(duì)電子自動(dòng)化裝置產(chǎn)生干擾的諸多方面及特點(diǎn)，并進(jìn)行深入的原因分析。

【關(guān)鍵詞】電子自動(dòng)化；自動(dòng)化裝置；干擾；抑制；措施

1前言

伴隨著電子自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，電子自動(dòng)化裝置也變得越來越先進(jìn)，電子自動(dòng)化裝置的種類和功能都發(fā)生了較大的變革，有力的服務(wù)于工業(yè)。然而，在工業(yè)控制現(xiàn)場作業(yè)的電子自動(dòng)化裝置卻受到諸多干擾的影響。由于在工業(yè)控制現(xiàn)場分布著種類眾多、數(shù)量巨大的電磁信號(hào)，并且這些雜散的電磁信號(hào)在頻率上是不盡相同的，由此而帶來了噪音。眾所周知，工業(yè)控制現(xiàn)場的噪聲不受接受者的影響和控制，獨(dú)立于有用信號(hào)而存在，因此其是絕對(duì)的。同時(shí)，不同忽視的一點(diǎn)是電子自動(dòng)化裝置的干擾來源于噪聲，是噪聲達(dá)到一定數(shù)值后而形成的。對(duì)于電子自動(dòng)化裝置而言，其接受和受影響的信號(hào)包括有用信號(hào)和干擾信號(hào)，通常情況下，干擾信號(hào)可以通過一定的技術(shù)手段或者設(shè)備的感受等等條件下消除，而噪聲因其存在的絕對(duì)性而無法被消除只能被降低。本文首先分析探索了電子自動(dòng)化裝置的干擾產(chǎn)生和傳播的幾種因素，詳見下述：

2靜電干擾因素分析

靜電干擾是指在電子自動(dòng)化裝置運(yùn)行過程中，由于產(chǎn)生的電場與裝置中的電容耦合并對(duì)電子自動(dòng)裝置產(chǎn)生干擾而形成的電磁干擾現(xiàn)象。其中電子自動(dòng)化裝置受到來自電動(dòng)機(jī)裝置、動(dòng)力線路、變壓器、磁鐵、交流接觸器等所能夠產(chǎn)生不同程度的磁場的設(shè)備的干擾。這些設(shè)備在一定條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)還會(huì)產(chǎn)生諸如交變電磁場等干擾信號(hào)，例如：流過較大電流的動(dòng)力線周圍存在著較強(qiáng)的電場，電場強(qiáng)度隨著電路和動(dòng)力線之間電容強(qiáng)度的增大而變大從而對(duì)周圍的電路產(chǎn)生干擾。

2.1磁場耦合干擾因素分析

磁場耦合干擾是一種感受式干擾，其產(chǎn)生主要是由于電子裝置流過較強(qiáng)的電流線路時(shí)，而在其周圍形成變化的電磁場，電磁波的產(chǎn)生伴隨著電子自動(dòng)化裝置的運(yùn)行，而產(chǎn)生于裝置所在的空間內(nèi)，電弧影響的電磁輻射、觸點(diǎn)電器運(yùn)行產(chǎn)生電火花輻射干擾、高頻感應(yīng)加熱爐運(yùn)行產(chǎn)生電磁輻射干擾等是電磁輻射干擾的常見類型，也是極易被電子自動(dòng)化裝置吸收而干擾裝置正常運(yùn)行的主要電磁波。此外，交變電磁場的存在使其附近的動(dòng)力線、變壓器、交流電動(dòng)機(jī)、交流接觸器以及電磁鐵等也會(huì)產(chǎn)生被干擾現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2共模干擾因素分析

電子自動(dòng)化裝置的接口通產(chǎn)采用差分形式完成信號(hào)的傳輸，但裝置收發(fā)器的共模電壓具有規(guī)定的范圍，當(dāng)線路之中的共模電壓超出既定范圍時(shí)，就會(huì)對(duì)電子自動(dòng)化裝置產(chǎn)生干擾。這中干擾通常伴隨著強(qiáng)大的干擾信號(hào)，輕則影響到電子自動(dòng)化裝置的正常通信，嚴(yán)重時(shí)則能夠?qū)﹄娮幼詣?dòng)化裝置的零部件，尤其是通信接口產(chǎn)生破壞。此外，高頻感應(yīng)加熱爐、可控硅中頻爐以及各種有觸點(diǎn)電器所產(chǎn)生的電火花、電弧等都會(huì)產(chǎn)生電磁波，而當(dāng)電磁波達(dá)到一定程度后就會(huì)對(duì)裝置產(chǎn)生干擾。

3總結(jié)

通過本文的分析，我們知道電子自動(dòng)化裝置的干擾主要來源于電場、磁場以及電磁場等產(chǎn)生的信號(hào)干擾。而針對(duì)這些干擾的措施主要從兩方面入手：第一是從隔離的角度出發(fā)，即通過屏蔽層從電路上吧干擾源和受干擾電路隔離，以此降低或者削弱干擾源同被保護(hù)對(duì)象之間的干擾作用，保障有用信號(hào)的傳輸，抑制干擾信號(hào)的作用。第二從濾波的角度出發(fā)，就是采用相應(yīng)的技術(shù)手段或者材料對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效篩選和傳輸。總之為抑制干擾，可對(duì)電子自動(dòng)化裝置的電流設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、線路及線路板設(shè)置以及裝置屏蔽條件等多方面入手，有針對(duì)性的采取抑制措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅鳴.芻議電子自動(dòng)化控制裝置的干擾及抑制[J].中國科技縱橫，2010，（14）：237，259.

[2]盧俊棋.論工業(yè)電子自動(dòng)化控制裝置常見干擾及對(duì)策[J].廣東科技，2008，（24）：57—59.

[3]袁臣虎，高圣偉，張獻(xiàn)等.三相整流電路電磁干擾分析與預(yù)測[c].天津市電機(jī)工程學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.2009：25-30.