elecfans.com-机电一体化系统的抗干扰措施.pdfVIP

《机电技术》2008 年第 3 期 机电设计研究 机电一体化系统的抗干扰措施 安玲玲 于 雷 （闽南理工学院电子工程系，福建 石狮 362700） 摘 要：通过分析机电一体化系统在应用中可能碰到的各种干扰产生的原因，提出了针对机电一体化系统中的供电 系统、接口电路、接地系统等避免干扰的具体解决方案，总结了在机电一体化系统设计中应注意的问题。 关键词：可靠性 干扰源 抗干扰措施 中图分类号：TP202 文献标识码：A 文章编号：1672-4801(2008)03-64-03 1 引言 窜入控制器。这些干扰信号主要来源于附近大容 要发挥机电一体化系统应有的作用，首先应 量用电设备的负载变化和开、停时产生的电压波 使它可靠地工作。在设计一个新的系统时，要对 动。这些设备在启动时使电网电压瞬时降低，在 各种方案进行分析比较，要想得到一个最佳方案， 停止时又产生过电压和冲击电流。此外，雷电感 不考虑可靠性问题是不完善的。因此，可靠性问 应也会产生冲击电流。供电电网对控制器的另一 题是机电一体化系统设计的一个重要组成部分。 种干扰是断电或瞬时断电，这将引起数据丢失或 在机电一体化系统中，由于供电电网的瞬时断电、 程序紊乱。 接地不当、电、磁场的辐射等原因，都会产生干 2.2 强电干扰 扰信号，造成系统的元件、部件失效或数据传输、 驱动电路中的强电元件如继电器、电磁铁和 处理失误等，进而影响系统可靠性，这也是机电 接触器等感性负载，在断电时会产生过电压和冲 一体化系统设计中不可忽视的问题之一，针对机 击电流。这些干扰信号不仅影响驱动电路本身， 电一体化系统在应用中遇到的各种干扰产生的原 还会通过电磁感应干扰其他信号线路。这种强电 因进行了分析，并提出抗干扰的具体解决方案。 干扰信号能通过外部接口影响控制器内部 I/O 接 2 干扰源 口的状态，并通过I/O接口进入控制器。 一般情况下，在机电一体化系统中，由专用 2.3 接地干扰 或微型计算机组成的控制器，其硬件经过筛选和 接地干扰是由于接地不当，形成接地环路产 老化处理，可靠性非常高，平均无故障工作时间 生的。图 2为接地环路的两种典型情况：图(a)是 较长，引起控制器故障的原因多半不在于其本身， 由于接地点远而形成的环路，因为不同位置的接 而在于从各种渠道进入控制器的干扰信号。 地点一般不可能电位相同，因此形成图中所示的 地电位差；图(b)是采用公用地线串联接地而形成 的环路，由于各设备负载不平衡、过载或漏电等 原因，可能在设备之间形成电位差。无论哪种情 况形成的电位差，都会产生一个显著的电流 i 干 扰电路的低电平。 图1 干扰渠道示意图 干扰信号进入控制器的主要渠道如图1所示， 这些渠道可分为两大类型：一