電子自動(dòng)化裝置的干擾與抑制技術(shù)分析

孫 杰

（中國空空導(dǎo)彈研究院，洛陽 471099）

在自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展下，電子自動(dòng)化裝置的技術(shù)水平也得到明顯提升，其功能和類型不斷豐富，性能日趨完善，為工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展提供了有力支持。但工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境也越來越復(fù)雜，大量電磁元器件的應(yīng)用使自動(dòng)化裝置在運(yùn)行過程中容易受到干擾，進(jìn)而產(chǎn)生信號(hào)誤差和運(yùn)動(dòng)誤差?？梢跃唧w將電子自動(dòng)化裝置的收發(fā)信號(hào)分為有用信號(hào)與干擾信號(hào)兩部分，通過采取有效的抑制技術(shù)消除干擾信號(hào)，可以保證電子自動(dòng)化裝置的正常運(yùn)行。

1 電子自動(dòng)化裝置干擾問題

電子自動(dòng)化裝置常見的干擾問題主要包括：

（1）靜電干擾，在裝置運(yùn)行過程中，受自身設(shè)備電容耦合或電場影響，產(chǎn)生電磁干擾。不同裝置系統(tǒng)的干擾作用不同，電機(jī)系統(tǒng)、電磁鐵和變壓設(shè)備等都會(huì)對自動(dòng)化裝置產(chǎn)生一定程度的靜電干擾；

（2）磁場耦合干擾，屬于體驗(yàn)式干擾的一種，裝置在通過較大電流時(shí)，周圍產(chǎn)生動(dòng)態(tài)電磁場，由于電弧引發(fā)電磁輻射和觸電設(shè)備引起電火花輻射等，都會(huì)對自動(dòng)化裝置運(yùn)行產(chǎn)生電磁波干擾，同時(shí)也會(huì)對周圍的變壓設(shè)備和交流電機(jī)等產(chǎn)生干擾[1]；

（3）共模干擾，電子自動(dòng)化裝置都具有接口，采用差分信號(hào)傳輸方式，裝置收發(fā)器共模電壓具有范圍限制，如果電壓超限，也會(huì)對裝置產(chǎn)生干擾。而且此類干擾作用通常較強(qiáng)，可能影響到裝置正常通信，甚至造成零件或接口損壞；

（4）漏電耦合干擾，在正常運(yùn)行過程中，電子自動(dòng)化裝置不應(yīng)出現(xiàn)電氣連接位置電流絕緣降低現(xiàn)象，否則容易導(dǎo)致裝置內(nèi)部出現(xiàn)漏電，進(jìn)而出現(xiàn)漏電耦合干擾問題。一般在潮濕工況下，自動(dòng)化裝置運(yùn)行時(shí)各零件會(huì)產(chǎn)生大量熱量，表面出現(xiàn)水汽，容易導(dǎo)致其內(nèi)外絕緣下降，需要對特殊工況加以注意[2]；

（5）電網(wǎng)干擾，在電子自動(dòng)化裝置的運(yùn)行過程中，電網(wǎng)作為其動(dòng)力能源，也會(huì)對裝置運(yùn)行產(chǎn)生一定干擾作用，在供電工程中，電網(wǎng)中連接著不同的用電設(shè)施，其運(yùn)行狀態(tài)異常，都會(huì)對裝置產(chǎn)生干擾。比如在運(yùn)行過程中出現(xiàn)超負(fù)載電壓切斷，電網(wǎng)電壓疊加導(dǎo)致設(shè)施啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)短時(shí)間的電壓降問題，會(huì)對電子自動(dòng)化裝置產(chǎn)生干擾，受到不同頻率信號(hào)干擾。

2 電子自動(dòng)化裝置干擾抑制技術(shù)

2.1 靜電屏蔽和磁屏蔽技術(shù)

針對上述幾種典型的干擾問題，在電子自動(dòng)化裝置的應(yīng)用過程中，應(yīng)分別采取不同的干擾抑制技術(shù)。對于經(jīng)典干擾而言，可以采用靜電屏蔽技術(shù)消除或屏蔽干擾信號(hào)源。靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)線路不存在電磁場，可以從靜電干擾作用方式著手，結(jié)合導(dǎo)體性質(zhì)，采用接地方法抑制其內(nèi)部金屬導(dǎo)體與外部線路靜電干擾。通過對屏蔽裝置進(jìn)行接地，可以有效組織干擾信號(hào)入侵。同時(shí)還可以采用此屏蔽技術(shù)，與靜電屏蔽原理類似，通過采用特定的材料制作屏蔽裝置，達(dá)到一致電磁輻射的效果。

2.2 電磁屏蔽技術(shù)

一般電磁輻射與交變電流頻率成正比關(guān)系，電磁屏蔽技術(shù)的應(yīng)用可以有效抑制高頻電磁干擾，其屏蔽效能SE可以通過公式SE=20log10（E2/E2）進(jìn)行計(jì)算。具體是利用鋁和銅等低電阻金屬材料，制作屏蔽裝置，在出現(xiàn)高頻電流時(shí)，屏蔽體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生渦流，形成磁場，進(jìn)而達(dá)到消除或降低電磁場干擾的作用。電磁屏蔽技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠屏蔽干擾源，還能保護(hù)主體，起到一定靜電屏蔽的作用，是較為實(shí)用的一種電子自動(dòng)化裝置干擾抑制技術(shù)。

2.3 共組抗干擾抑制技術(shù)

共組抗干擾抑制技術(shù)是目前在電子自動(dòng)化技術(shù)中常用的一種干擾抑制技術(shù)，任何電子回路導(dǎo)線都可能形成共組抗干擾，具體可分為電源、公共電路兩種形式。共組抗干擾抑制技術(shù)的原理是利用高質(zhì)量電容裝置，提高電源功率限度，從而減小電源內(nèi)阻。同時(shí)可以分離虛擬和數(shù)字電路的電線、地線，獨(dú)立連接對應(yīng)電源輸出端。采用長度較短、截面面積較大的電線和地線，可以降低電線、地線共組干擾。為降低強(qiáng)用電設(shè)施帶來的共組抗干擾問題，可以在電子自動(dòng)化裝置工作線與安全線的交叉處設(shè)置較小的電阻，同時(shí)增加地線截面面積，使其長度足夠短，進(jìn)而降低地線阻抗產(chǎn)生的共組抗干擾問題。

2.4 漏電耦合干擾抑制技術(shù)

一般而言，出現(xiàn)漏電耦合干擾問題，主要是由于電子自動(dòng)化裝置工作在較差的工作環(huán)境中，導(dǎo)致其絕緣體電阻降低，進(jìn)而產(chǎn)生了漏電問題。因此，對于工作在潮濕等特殊工況下的自動(dòng)化裝置，維護(hù)檢修人員應(yīng)定期到現(xiàn)場對裝置及零件進(jìn)行檢查，及時(shí)清除線路上堆積的雜物、灰塵。另一方面，在進(jìn)行線路設(shè)計(jì)和布置時(shí)，應(yīng)預(yù)留出一定的空隙，或布置其他屏蔽方式，防止出現(xiàn)漏電耦合干擾問題。

2.5 電網(wǎng)干擾抑制技術(shù)

電網(wǎng)干擾抑制技術(shù)主要從抑制電網(wǎng)高頻干擾問題和避免電網(wǎng)電壓超負(fù)荷兩個(gè)方面著手。一般可以采用壓敏電阻，減小電網(wǎng)的運(yùn)行電壓，同時(shí)提高電源變壓裝置兩側(cè)線路的頻率波，達(dá)到一致干擾的作用。通過采用交流穩(wěn)壓電源，可以有效增強(qiáng)電網(wǎng)抗干擾能力，達(dá)到電網(wǎng)干擾抑制目的。總之，在電子自動(dòng)化裝置的運(yùn)行過程中，可能受到多種干擾問題，需要綜合采用多種干擾抑制技術(shù)，保證裝置運(yùn)行可靠性。

3 結(jié)束語

綜上所述，做好電子自動(dòng)化裝置干擾抑制保護(hù)，是確保電子自動(dòng)化裝置穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。通過對其容易受到的集中干擾問題進(jìn)行分析，并針對各種干擾問題采取有效的抑制措施，可以最大限度的降低電子自動(dòng)化裝置在實(shí)際運(yùn)行中受到的干擾，從而使其正常發(fā)揮作用。