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上传时间: 2019-10-19
详细说明:工控机的抗干扰pdf,工控机大多用于工业控制现场,恶劣的运行环境严重影响着系统的稳定性和可靠性,本文通过分析干扰的来源,同时给出相应的抗干扰措施。4.1.2严重的噪声环境
微型计算机控制系统中除了电网引入的严重千扰以外,通过控制系统
开关量输入输岀通道引入的干扰也非常严重。在工业现场由于输入输岀的
信号线多,长度达到几百米甚至几千米,因此千扰将不可避免地会被引入
到控制系统中。当有大的电器设备漏电,接地系统不完善,或测量部件绝
缘不好,都会使通道中直接串入很高的共模电压或串模电压;各通道的线
路如果同处一根电缆中或绑扎在一起,各路间会通过电磁感应而产生相互
间的千扰,尤其是将直流信号线与交流信号线同套在一根长达几百米的管
中时,其干扰更为严重。这种彼此感应产生的干扰仍然是在通道中形成共
模或串模电压。轻者会使测量信号产生误差,重者会使有用信号完全淹
没。有时这种通过感应产生的千扰电压高达几十伏以上,致使控制系统无
法工作
4.1.3千扰信号的进入渠道
所谓干扰,就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作
的破坏因素。因此要想系统正常工作就必须要减少干扰,要想减少干扰就
应要熟悉干扰信号的进入渠道。其干扰进入的主要渠道为:噪声干扰、过
程通道干扰和供电系统干扰,这些干扰一般以脉冲形式存在,如图4-1所
传感静
空闰干抗
电
业
调理
算
电源
电网干
机
尖峰、声
介质共糗
浪通
隔地共
勉间共模
断电
设备干扰
共模电性及
巢声
噪声干扰是电磁信号通过空间辐射进入系统;
过程通道干扰是通过与系统相连的前向通道、后向通道及与其它
系统的互连通道进入的;(难点)
供电系统干扰则是电磁信号通过供电线路进入系统的
4.2噪声千扰的抑制措施
4.2.1嗓声千扰的耦合方式
导线间的相互耦合是栗声千扰的主要因素之一,因此本节重点讨论如
何防止导线干扰的问题。导线间的相互干扰,主要通过3种耦合产生,
·电容性耦合或称电耦合,这是两回路的电场相互作用的结果
电感性的或称磁耦合,它是两个回路的磁场相互作用的结果
由电场和磁场组合而成的,称为电磁耦合或辐射。在电磁场情况下,同
时解决电场耦合和磁场耦合的方法是适宜的。
在分析近场时,一般可把电场和磁场分别进行处理,但在分析远
场时,则应按电磁场的组合来考虑。
通道间的相互耦合属于近场。本节将分别讨论对电场和磁场的耦
合干扰的处理方法
1.电场耦合与抑制
电场耦合又称静电耦合,是通过电容耦合窜入其他线路的。电场
千扰可以通过两根导线之间构成的分布电容窜入系统。如图4-2所
导线1
导线2
导线1
导线2
U
消除或抑制U1
C
CIe
设法减少C12
U
R
un·尽量降低R
扰
R
尽量增大C2g
点
4-2(a〕两根导线之间的电容耦
4-2〔)导线之间电容耦合的等效电
2.磁场耦合与抑制
磁场耦合又称电磁耦合,在任何载流导体周围都会产生磁场,
当电流变化时会引起交变磁场,该磁场必然在其周围的闭合回路中
产生感应电势引起干扰。在设备内部,线圈或变压器的漏磁也会子
起干扰;在设备外部,平行架设的两根导线也会产生干扰,由于感
应电磁场引起的耦合,可以计算感应电压
导线1
导线2
Rs
·消除或削弱B
·努力减小A
·尽量加大O
Ui
R
4.2.2线间耦合干扰的抑制措施
通过以上的分析可知,要抑制导线间或回路间的电场耦合与磁
场耦合所造成的千扰,还可采用如下方法
1.抑制干扰源
在微型计算机控制系统的几百条甚至几千条馈线中,有强信号
线和弱信号线,强信号线往往就是干扰弱信号的千扰源。此外,如
果走线时将动力线与信号线同套在一根管中,动力线便是强干扰
源
(1)远离技术
将干扰源远离易被干扰的信号线(或回路),这是抑制干扰源
的最有效措施。这里说的远离,指尽量避开平行走线和使强信号线
与弱信号线远离
强电与信号线
·强信号线与弱信号线应尽量避免平行走向,有条件的地方应努力
使二者正交
平行接线的远离
(2)屏蔽千扰源
如果在干扰源的周围加上屏蔽体,并将屏蔽体一点接地,就可
以把电场形成的干扰源屏蔽掉,使它对郐近的导线或回路不产生干
扰
I
R
R
IS=Iy
G
(b)
抑制磁场辐射干扰的两种接地方式
(a)为双端方式,它对于频率大于屏蔽体5倍截频的千扰源有
很好的抑制效果;而当频率低于5倍截频时,其屏蔽体对磁场的辐
射只有部分作用
〔b)为单端接地,由于干扰源电流I1全部流过屏蔽体,使Is与
∏1的磁场相抵消,因此这种方法将得到很好的磁抑制效果
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