机电一体化系统抗干扰措施的若干分析论文_马鸣

机电一体化系统抗干扰措施的若干分析论文_马鸣

摘要:为了能提升机电一体设备对于干扰的抵抗性,需要技术人员能掌握造成机电一体系统受到影响的因素,并在此基础上科学的采取应对措施,保证机电一体系统的正常运行。本文就机电一体化系统抗干扰措施进行了分析。

关键词:机电一体化;电子技术;抗干扰

在机械制造技术、电子信息技术不断发展的情况下,机电一体化技术也有了突破性的发展,将传统类型机电一体化技术的机械功能、信息功能、动力功能和现代化的电子技术进行深入融合,使得机电一体化技术和现代的计算机技术相融合,通过软件更好机电设备进行操控。但与此同时,在机电设备正常运行的过程中也比较容易受到工作环境之中电网因素、空间因素、环境因素方面的干扰,并且在这些干扰的作用下就有可能会影响到机电设备的正常工作。

1.影响机电一体化设备正常工作的主要干扰源

现阶段机电设备之中科技含量、结构复杂程度、自动化程度都发生了较大的提升,在这些方面的变化在提升了企业生产效率的同时,也使得机电设备更容易受到环境之中各种因素的影响,要想避免机电设备受到这些因素的影响,首先就需要技术人员能掌握造成影响的干扰源,从而采取有效的措施。

1.1电网方面的影响因素

现代企业为了能达到较高的生产效率以及较高的产量,往往会在企业之中投入大量的大功率设备,而这些大功率设备在正常使用的过程中,尤其是在大功率设备打开或者关闭的时候,往往会造电网受到较大的影响,从而使得电网无法保持稳定的运行效果,目前我国之中的电网主要以二百二十伏特电网为主,这也就是的机电一体化设备在运行的过程中容易受到电网 的影响,甚至在严重的情况下还会导致机电一体化设备无法正常运行,在这种情况下也就需要技术人员能采取相应稳压措施,确保机电一体设备能正常运行。

1.2过程通道方面的影响因素

在机电一体系统的运行过程中也比较容易受到过程通道方面的影响,而之所以产生这种干扰,最直接的原因就是因为系统传输的线路过长所产生的影响,并且一旦在系统的正常运行过程中出现通道干扰,那么就会给系统之中的接地设备或者是其他相连的设备受到一定程度的影响,进而也就会导致机电一体系统无法正常运行。

1.3强磁场或者强电场的影响

如果在机电一体系统的运行过程中,在系统周围存在较强的电场或者磁场,那么就有可能会对机电一体设备产生较大的影响,并会导致系统之中的电平随之发生改变,这样也就使得一体化系统的运行效率以及运行质量受到影响。

2.硬件抗干扰的有效措施

2.1抵抗电网带来干扰的相应措施

(1)科学合理的配电方案

为了能从根本上保证机电一体化系统避免受到电网所带来的影响,就需要管理人员能做好配电方面的工作,通过电路的以及配电方式的合理设计,使得电网对于机电设备的影响降到最低的程度,同时因为各个企业在实际的系统配置方面都存在不同点,所以也就更需要技术人员能在进行配电设计的过程中,能根据实际情况灵活的选择配电方式。其次,现代科学技术也为抵抗电网干扰带来了更多的选择空间,可以在电路之中设置稳压器,从而保证机电一体设备的正常运行不受影响。

2.2过程通道抗干扰措施

(1)光电距离的长度浮置措施

在系统运行的过程中,利用光电耦合器就可以在长线传输的过程中将模块之间的两个光电耦合器件连接起来,这种设置的方式一方面可以有效的使其功能模块之间的电流流到公共地线的时候所产生的噪音相互干扰,同时还能有效的减少长线驱动以及阻抗的问题。

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(2)双绞线传输措施

在长线传输中,双绞线是较常用的一种传输线,与同轴电缆相比,虽然频带较窄,但阻抗高,降低了共模干扰。由于双绞线构成的各个环路,改变了线间电磁感应的方向,使其相互抵消,因而对电磁场的干扰有一定的抑制效果。

(3)长线传输的阻抗匹配

长线传输时,若收发两端的阻抗不匹配,则会产生信号反射,使信号失真,其危害程度与传输的频率及传输线长度有关。因此,必须对传输线进行阻抗匹配。

2.3空间干扰的抑制

防止空间干扰的主要方法是屏蔽和接地,要做到良好屏蔽和正确接地,必须注意以下问题:

(1)消除静电干扰最简单的方法是把感应体接地,接地时要防止形成接地环路。

(2)为了防止电磁场干扰,可采用带屏蔽层的信号线,并将屏蔽层单端接地。

(3)不要把导线的屏蔽层当作信号线或共用线来使用。

(4)在布线方面,不要在电源电路和检测、控制电路之间使用共用线,也不要在模拟电路和数字脉冲电路之间使用共用线,以免互相串扰。

3.软件抗干扰措施

各种形式的干扰最终会反映在系统的微机模块中,导致数据采集误差、控制状态失灵、存储数据窜改以及程序运行失常等后果,虽然在系统硬件上采取了上述各种抗干扰措施,但由于干扰存在的随机性,尤其在一些较恶劣的外部工作环境下,并不能保证万无一失,必须采用各种软件抗干扰措施,软硬兼施,提高整个系统工作的可靠性。

各种形式的干扰最终会反映在系统的微机模块中,导致数据采集误差、控制状态失灵、存储数据窜改以及程序运行失常等后果,虽然在系统硬件上采取了上述多种抗干扰措施,但仍然不能保证微机系统正常工作。

因为软件抗干扰是属于微机系统的自身防御行为,实施软件抗干扰的必要条件是:在干扰的作用下,微机硬件部分以及与其相连的各功能模块不会受到任何损毁,或易损坏的单元设置有监测状态可查询;系统的程序及固化常数不会因干扰的侵入而变化;抑制数据采样的干扰可采用:数字滤波,宽度判断抗尖峰脉冲干扰等办法,也可采用重复检查法,偏差判断法来检查判断是否有干扰信号。而程序运行失常的软件抗干扰措施一般有:

3.1抑制工频干扰

工频干扰侵入微机系统的前向通道后,往往会将干扰信号迭加在被测信号上,特别当传感器模拟量输出是小电压信号时,这种串联迭加会使被测信号淹没。要消除这种串联干扰,可使采样周期等于电网工频周期的整数倍,使工频干扰信号在采样周期内自相抵消。

3.2数字滤波

软件采取的抗干扰措施就是把采集到计算机中的采样信号,采用数字滤波的方法,消除和削弱干扰信号。数字滤波有许多优点,能够完成模拟滤波器难以实现的某些功能,不需要其他任何设备,只要在程序进入数据处理和控制算法之前附加一段数字滤波软件即可。

4.结束语

综上所述,由于机电一体化系统在工业生产中极易受到外界各种因素的影响与干扰,导致系统无法实现正常运行,这就需要我们在实际工作中对其干扰性能进行全面分析,了解干扰源,这样才能够采取科学合理的措施,提高其抗干扰能力。合理的设计是机电一体化系统提高抗干扰性能的基础,设计者应当结合系统的实际情况编制合理的方案,从而确保系统具有抗干扰能力,达到理想的运行效果,促进工业实现可持续发展。

参考文献

[1]鲁利萍.机电一体化系统干扰及抗干扰措施[J].江西建材,2012(1).

[2]周波,郑立群,马文博.机电一体化系统的发展及抗干扰措施[J].华章,2012(11).

[3]蒋珍琦.浅谈电厂PLC控制系统设计的要点[J].中国高新技术企业,2010,(06):107-108.

论文作者:马鸣

论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第8期

论文发表时间:2017/8/18

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