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[摘 要]随着电力系统的不断发展和广泛应用,电子自动化成为了我国工业领域的重要应用技术。电子自动化装置的使用过程中常会出现干扰现象,各种干扰问题不仅直接影响到电子自动化装置正常工作,还关系到整个工作系统的工作质量和工作效率。本文正是基于此,围绕电子自动化控制装置在运行过程中常见的几种干扰因素开展探讨,并以有效的抗干扰措施来减少或者消除这些干扰因素。
[关键词]电子自动化;自动化装置;干扰;抑制
中图分类号:TN972 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)09-0345-01
电子自动化技术是现代工业中重要发展技术 ,直接影响了我国工业先进水平[1]。然而目前电子自动化装置使用过程中的干扰现象也越来越突出、越来越复杂,各种散乱繁杂的电磁信号形成了范围很大的干扰频率,进而影响到装置的正常、高效运行。对此,本文结合以往工作经验,主要开展了以下研究。
一、电子自动化控制中的干扰因素
1、静电干扰因素分析
静电干扰是电子自动化设备的电容和运转产生的电容产生耦合作用 ,从而对电子自动装置产生电磁干扰现象。该种类型的的干扰源主要包括 :交流接触器、磁铁、变压器、动力线路、电动机装置等,从而在各自的运转中产生不同程度的磁场干扰。同时 ,这些设备還可能产生交变电磁场 ,流过较大电流的动力线周围存在着较强的电场 ,电场强度随着电路和动力线之间电容强度的增大而变大 ,也就直接导致产生了静电干扰磁场 ,从而对周围的电路产生干扰[2]。
2、磁场耦合干扰
电子自动化设备产生的电流线路的相对强的磁场产生相应的耦合回路的干扰,产生不同的交变电磁场,影响附近的电流产生的电磁场的结构,进而产生干扰。
3、电磁辐射干扰因素
装置在运行过程中所产生的电磁波散发与装置所在的空间之内,电子自动化装置会吸收散发的电磁波,进而对整个自动化装置的运行形成电磁辐射干扰。常见的电磁辐射干扰问题表现于电弧影响的电磁辐射、触点电器运行产生电火花辐射干扰、高频感应加热炉运行产生电磁辐射干扰等方面,上述多种因素所产生电磁辐射被自动化装置吸收达一定量时,便产生电磁辐射干扰现象。
4、共阻抗类干扰
电子回路之间的导线中都存在电阻以及电感应,当装置处于工作状态时,回路的电流通过导线时会导致导线的电压出现下降,此时阻抗压降耦合就会变换到另外的回路当中,最后产生共阻抗类干扰。通常情况下这种干扰因素受到干扰电路和被干扰电路之间线路的横截面以及长短影响,如果线路横截面较窄并且长度长那么就更容易受到共阻抗类干扰的不良影响。
5、漏电耦合干扰因素分析
漏电耦合干扰是指在电子自动化设备中电子绝缘性能下降 ,出现了内部漏电 ,从而产生了漏电耦合干扰。这就会造成电子自动化装置在连接电网工作的工作电源含有各种频率的干扰信号对其产生不可估量的影响。
6、共模干扰因素
以当前较为常见的 RS-485 线路运转为例,装置接口通常采用差分形式完成信号的传输,但装置收发器的共模电压具有规定范围,当线路之中的共模电压超出既定范围时,就会对装置形成干扰。如图 1 所示,当发送器 A 向接收器 B 发送运行数据之时,输出共模电压 V1,接受电压 V2,而两者之间的地电位差为 V3,V2=V1+V3。RS -485 标准规定 V1 ≤ 3V,但 V3 可能会有十几伏甚至数十伏,并可能伴有强干扰信号,致使接收器共模输入 V2 超出正常范围,轻则影响正常通信,重则损坏通信接口电路。
二、抑制电子自动化装置干扰的措施
1、静电屏蔽是抑制静电干扰的对策采
通常减少或消除信号干扰采用的是静电屏蔽。处于静电平衡状态下的导体内部各点电位,不会产生内部场,根据静电干扰产生的原因和干扰的途径,采取以接地为主的方式进行评比处理。或者可以将装置进行屏蔽处理,再将相应的屏蔽体进行接地处理,这样可以保护被屏蔽装置免受外来电场的干扰。
2、磁场耦合干扰抑制技术分析
针对电子自动化控制出现的磁场耦合干扰问题 ,可以通过高导材料来制造形成屏蔽体 ,从而来达到控制屏蔽的效果。同时 ,在干扰体上采用屏蔽处理 ,从而能够达到控制设备运转不接触空气磁信号的目的。在干扰源进行隔断磁信号的传输 ,达到良好的屏蔽发射信号的目的 ,从而提升屏蔽体的一致作用。
3、共阻抗干扰控制措施
共阻抗干扰普遍存在于电子回路的公共线路当中,但是比较常出现的是电源共阻抗干扰以及公共接地共阻抗干扰,一般情况下主要是采取扩充电源功率容限的措施来降低电源的内阻,同时还应该分开设置模拟电路与数字电路,并将两者连接到对应的电源输出端口中,如此可以避免共阻抗干扰对装置的影响。另外还应该尽可能的扩大地线同电源导线的横截面,并缩短线路长度,如果装置有众多电源电力供应,并且还有公用地线时也应该保证较大的横截面,最终提高共阻抗干扰的控制效果。
4、电磁辐射抑制技术分析
电磁辐射干扰抑制能够有效地起到屏蔽作用 ,并且能够使用屏蔽材料直接防止高频磁场产生辐射效应,能够根据涡流效应起到良好的屏蔽抑制作用 ,提升装置的干扰控制能力,从而使保护对象得到良好的维护作用 ,在电磁辐射抑制中起到关键作用。因此,电磁屏蔽就能够发挥静电屏蔽的效应 ,从而防止自动化控制设备受到影响。
5、漏电耦合干扰控制措施
结合上文可知漏电耦合干扰出现的主要原因是因为绝缘电阻受到外部影响导致电阻降低所导致,因此有效的措施就定期对装置进行维护检查,维护内容包括清理信号线路以及电路上的杂物,避免设备在较高湿度的环境中运行,改善其工作环境。另外在对装置进行设计时应该考虑到这一点,信号线之间保持较大的间隔,尤其是当电流大、电压高的信号线应该和较小的信号线应该保持较远的距离,同时有必要采取屏蔽措施避免漏电耦合干扰对装置的影响。
6、其他干扰抑制措施
增加装置工作电源的功率容限,选取更加稳定、质量更加可靠的电源,以达到降低工作内阻的效果,也可将不同功能的线路分别设置,将不同装置的电路连接到不同的电源输出端口之上,尽可能地减小不同电路之间的共组干扰现象,将装置电源线及接地线路的横截面积尽量增加,同时缩短线路长度,将线路内阻降到最低,尤其注意对公共地线横截面积与长度的控制,多方面降低干扰。对装置进行定期电气绝缘性能及工作环境检查与评估,及时发现并预防因工作环境潮湿、电气绝缘性能降低等问题引起的漏电耦合干扰,及时对线路及装置中的杂物及灰尘清除,保持信号线之间的距离,保证装置正常运转。
结语
干扰问题不仅直接影响到电子自动化装置正常工作,还关系到整个工作系统的工作质量和工作效率。电子自动化控制在未来将会有进一步的推广 ,这将会促使我国工业发生新的变革。可对自动化装置产生干扰的有装置电流设置、电路设计、线路及线路板设置以及装置屏蔽条件等多个方面。在实际的工作中,技术人员要针对性地采取相应的干扰抑制措施,能够降低或消除干扰因素对装置正常工作的干扰和影响,对于一些容易受到干扰的部件进行重点设置,保障电子自动化控制稳定应用,最终让整个系统保持高效的运行状态。。
参考文献
[1] 姬翔.电子自动化控制中的干扰因素及改善分析[J]. 科技传播,2014,24:119+116.
[2] 田坤.浅谈电子自动化装置的干扰与抑制[J]. 神州,2012,29:52.
[3] 焦志颖.如何提高电子自动化控制设备的可靠性[J]. 中国外资,2013,18:349.
[关键词]电子自动化;自动化装置;干扰;抑制
中图分类号:TN972 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)09-0345-01
电子自动化技术是现代工业中重要发展技术 ,直接影响了我国工业先进水平[1]。然而目前电子自动化装置使用过程中的干扰现象也越来越突出、越来越复杂,各种散乱繁杂的电磁信号形成了范围很大的干扰频率,进而影响到装置的正常、高效运行。对此,本文结合以往工作经验,主要开展了以下研究。
一、电子自动化控制中的干扰因素
1、静电干扰因素分析
静电干扰是电子自动化设备的电容和运转产生的电容产生耦合作用 ,从而对电子自动装置产生电磁干扰现象。该种类型的的干扰源主要包括 :交流接触器、磁铁、变压器、动力线路、电动机装置等,从而在各自的运转中产生不同程度的磁场干扰。同时 ,这些设备還可能产生交变电磁场 ,流过较大电流的动力线周围存在着较强的电场 ,电场强度随着电路和动力线之间电容强度的增大而变大 ,也就直接导致产生了静电干扰磁场 ,从而对周围的电路产生干扰[2]。
2、磁场耦合干扰
电子自动化设备产生的电流线路的相对强的磁场产生相应的耦合回路的干扰,产生不同的交变电磁场,影响附近的电流产生的电磁场的结构,进而产生干扰。
3、电磁辐射干扰因素
装置在运行过程中所产生的电磁波散发与装置所在的空间之内,电子自动化装置会吸收散发的电磁波,进而对整个自动化装置的运行形成电磁辐射干扰。常见的电磁辐射干扰问题表现于电弧影响的电磁辐射、触点电器运行产生电火花辐射干扰、高频感应加热炉运行产生电磁辐射干扰等方面,上述多种因素所产生电磁辐射被自动化装置吸收达一定量时,便产生电磁辐射干扰现象。
4、共阻抗类干扰
电子回路之间的导线中都存在电阻以及电感应,当装置处于工作状态时,回路的电流通过导线时会导致导线的电压出现下降,此时阻抗压降耦合就会变换到另外的回路当中,最后产生共阻抗类干扰。通常情况下这种干扰因素受到干扰电路和被干扰电路之间线路的横截面以及长短影响,如果线路横截面较窄并且长度长那么就更容易受到共阻抗类干扰的不良影响。
5、漏电耦合干扰因素分析
漏电耦合干扰是指在电子自动化设备中电子绝缘性能下降 ,出现了内部漏电 ,从而产生了漏电耦合干扰。这就会造成电子自动化装置在连接电网工作的工作电源含有各种频率的干扰信号对其产生不可估量的影响。
6、共模干扰因素
以当前较为常见的 RS-485 线路运转为例,装置接口通常采用差分形式完成信号的传输,但装置收发器的共模电压具有规定范围,当线路之中的共模电压超出既定范围时,就会对装置形成干扰。如图 1 所示,当发送器 A 向接收器 B 发送运行数据之时,输出共模电压 V1,接受电压 V2,而两者之间的地电位差为 V3,V2=V1+V3。RS -485 标准规定 V1 ≤ 3V,但 V3 可能会有十几伏甚至数十伏,并可能伴有强干扰信号,致使接收器共模输入 V2 超出正常范围,轻则影响正常通信,重则损坏通信接口电路。
二、抑制电子自动化装置干扰的措施
1、静电屏蔽是抑制静电干扰的对策采
通常减少或消除信号干扰采用的是静电屏蔽。处于静电平衡状态下的导体内部各点电位,不会产生内部场,根据静电干扰产生的原因和干扰的途径,采取以接地为主的方式进行评比处理。或者可以将装置进行屏蔽处理,再将相应的屏蔽体进行接地处理,这样可以保护被屏蔽装置免受外来电场的干扰。
2、磁场耦合干扰抑制技术分析
针对电子自动化控制出现的磁场耦合干扰问题 ,可以通过高导材料来制造形成屏蔽体 ,从而来达到控制屏蔽的效果。同时 ,在干扰体上采用屏蔽处理 ,从而能够达到控制设备运转不接触空气磁信号的目的。在干扰源进行隔断磁信号的传输 ,达到良好的屏蔽发射信号的目的 ,从而提升屏蔽体的一致作用。
3、共阻抗干扰控制措施
共阻抗干扰普遍存在于电子回路的公共线路当中,但是比较常出现的是电源共阻抗干扰以及公共接地共阻抗干扰,一般情况下主要是采取扩充电源功率容限的措施来降低电源的内阻,同时还应该分开设置模拟电路与数字电路,并将两者连接到对应的电源输出端口中,如此可以避免共阻抗干扰对装置的影响。另外还应该尽可能的扩大地线同电源导线的横截面,并缩短线路长度,如果装置有众多电源电力供应,并且还有公用地线时也应该保证较大的横截面,最终提高共阻抗干扰的控制效果。
4、电磁辐射抑制技术分析
电磁辐射干扰抑制能够有效地起到屏蔽作用 ,并且能够使用屏蔽材料直接防止高频磁场产生辐射效应,能够根据涡流效应起到良好的屏蔽抑制作用 ,提升装置的干扰控制能力,从而使保护对象得到良好的维护作用 ,在电磁辐射抑制中起到关键作用。因此,电磁屏蔽就能够发挥静电屏蔽的效应 ,从而防止自动化控制设备受到影响。
5、漏电耦合干扰控制措施
结合上文可知漏电耦合干扰出现的主要原因是因为绝缘电阻受到外部影响导致电阻降低所导致,因此有效的措施就定期对装置进行维护检查,维护内容包括清理信号线路以及电路上的杂物,避免设备在较高湿度的环境中运行,改善其工作环境。另外在对装置进行设计时应该考虑到这一点,信号线之间保持较大的间隔,尤其是当电流大、电压高的信号线应该和较小的信号线应该保持较远的距离,同时有必要采取屏蔽措施避免漏电耦合干扰对装置的影响。
6、其他干扰抑制措施
增加装置工作电源的功率容限,选取更加稳定、质量更加可靠的电源,以达到降低工作内阻的效果,也可将不同功能的线路分别设置,将不同装置的电路连接到不同的电源输出端口之上,尽可能地减小不同电路之间的共组干扰现象,将装置电源线及接地线路的横截面积尽量增加,同时缩短线路长度,将线路内阻降到最低,尤其注意对公共地线横截面积与长度的控制,多方面降低干扰。对装置进行定期电气绝缘性能及工作环境检查与评估,及时发现并预防因工作环境潮湿、电气绝缘性能降低等问题引起的漏电耦合干扰,及时对线路及装置中的杂物及灰尘清除,保持信号线之间的距离,保证装置正常运转。
结语
干扰问题不仅直接影响到电子自动化装置正常工作,还关系到整个工作系统的工作质量和工作效率。电子自动化控制在未来将会有进一步的推广 ,这将会促使我国工业发生新的变革。可对自动化装置产生干扰的有装置电流设置、电路设计、线路及线路板设置以及装置屏蔽条件等多个方面。在实际的工作中,技术人员要针对性地采取相应的干扰抑制措施,能够降低或消除干扰因素对装置正常工作的干扰和影响,对于一些容易受到干扰的部件进行重点设置,保障电子自动化控制稳定应用,最终让整个系统保持高效的运行状态。。
参考文献
[1] 姬翔.电子自动化控制中的干扰因素及改善分析[J]. 科技传播,2014,24:119+116.
[2] 田坤.浅谈电子自动化装置的干扰与抑制[J]. 神州,2012,29:52.
[3] 焦志颖.如何提高电子自动化控制设备的可靠性[J]. 中国外资,2013,18:349.