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自动化系统抗干扰技术(二)
周志敏 山东莱芜钢铁集团公司动力部
[摘  要]
文中介绍了自动化控制系统的硬件、软件系统的可靠性设计,阐述了在自动化系统中应用物理隔离、屏蔽技术、接地技术、滤波技术等抗干技术的设计原则。
[关键词]
硬件 软件 抗干扰技术
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1.2.3.信息冗余。信息冗余是指在传送数据序列中,按一定的规律加入一些冗余信息码,使原来不相关的数据变为相关,并把这些冗余码元件作为监督码和有关的信息码一起传送,在接受端按发送端的编码进行译码,由于附加的信息码元就能自动检测传输中产生的差错并采取纠错措施。一般冗余信息码越多,其检错和纠错能力越强。
1.2.4.数字滤波。数字滤波是通过一定的方法计算或判断程序减少叠加在有用信号中的噪声干扰比重,从而提高系统采集信号的质量。数字滤波通常采用的方法有:算术平均值法、防脉冲干扰平均值法、一阶递推数字滤波法。利用程序实现RC低通滤波器的算法,对具有周期性干扰和频率较高的随机干扰信号可收到良好的效果。
2.抗干扰技术
2.1物理隔离
加大受扰电路、器件或装置与干扰源之间的距离,是降低干扰的一种行之有效的措施,因为干扰与距离的平方成反比,距离增加一倍干扰则降低四倍,因此,周密完善地考虑器件或设备的布置及布线,并尽量增大干扰源与受扰电路之间的距离,将大大降低干扰的传播,减少系统的故障率。在实际安装布线时,应按其对干扰的灵敏度或按其本身功率的大小分门别类的进行处理,布置的顺序是:低电平模拟信号,一般数字信号,交流控制装置,直流动力装置,交流动力装置等。按照这样的顺序布置使其相互隔开,保持一定距离,但有时要求设备之间,装置的各种布线之间保持一定距离,在安装场合受到限制、设备要求体积小的情况下,这种要求往往很难得到满足。因此,尚需考虑其他措施。
2.2屏蔽技术
电子设备中某些元器件或电路中有电流流过时,其周围空间将建立磁场;同时,电路某一部分所存储的电荷,又在其周围建立磁场;电能与磁场的相互急剧转化将形成电磁干扰,这种电场与磁场,对设备本身来讲属于内生干扰,降低了设备的抗扰容限。严重时会使设备经常发生故障。又如电焊机进行焊接时,高频加热炉投入运行时,以及大型用电设备的突然起停等都将对自动化装置产生干扰,这些属于外生干扰。为了将产生的电场或磁场限制在某一规定的空间范围内,或为了使设备或元器件不受外部电磁场的影响,常常采用隔离屏蔽措施,其方法是将有关电路、元器件、或设备安装在铜、铝等低电阻材料或是磁性材料制成的屏蔽物内,不使电场和磁场穿透这些屏蔽物。屏蔽一般分为以下几类:
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