電子自動化控制中的干擾因素分析及處理

葉茂

（杭州義益鈦迪信息技術有限公司，浙江 杭州 310000）

電子自動化控制中的干擾因素分析及處理

葉茂

（杭州義益鈦迪信息技術有限公司，浙江 杭州 310000）

近些年來，我國的經濟發展迅速，工業產值持續走高，這也帶動了電子技術的發展，電子自動化技術已經成了我國工業技術領域中的重要應用。在電子自動化技術中，自動化的控制系統是重中之重。怎樣提高自動化控制技術的控制穩定性，以及提升其帶來的工作效率也已經成為目前技術領域內的熱門研究對象。不可否認的是，在電子自動化控制技術中，存在一些困難，因為該技術含有多種電子元件，極易受到電子干擾，嚴重的就會導致失控。

電子自動化；控制；干擾因素；對策

電子自動化技術的裝置有著非常多的優勢，能夠幫助機械在各種復雜惡劣的工作環境中實現自動工作，這也是工業實現現代發展的前提。但是，因為電子自動化設備所存在的元件復雜的本質，使得電子自動化設備在運行之中經常會出現電子干擾的問題，使得電子自動化控制設備工作不穩定，嚴重的甚至會導致失控。本文主要對電子自動化設備的工作過程進行分析，研究造成自動化設備受到干擾的基本因素以及原因，并對自動化設備的抗干擾措施提出改善的建議。

1 對干擾的定義

在工業化的控制系統中，尤其是自動化的設備中，使用最多的是各種類型的電磁信號，這些電磁信號有著非常寬范圍的頻率，但是它們并不會使接受者受到影響。對于干擾信號，從概念上講是針對有用信號的，如果某裝置的噪聲到了一定的程度，并且與一些有用的信號進入了該自動化的電子裝置之中，然后對該電子裝置的正常工作造成了影響，這些噪聲在此時就被稱之為干擾。

2 電子自動化控制中的干擾因素

2.1 靜電干擾因素

在工廠化的運營中，靜電的產生是非常普遍的，工廠中的設備在工作的時候不可能一點不會產生電磁噪聲，這些電磁噪聲就是電磁干擾。再由磁鐵、變壓器、各種繁雜的線路，這些設備在具有磁場的環境中工作，自然會產生靜電，但是這種靜電的干擾的強度是可大可小的，跟裝置的運行以及電子自動化控制設備的距離存在緊密的關系。

2.2 磁場耦合干擾因素

這種干擾因素的產生主要是自動化設備中的強電流造成的感應磁場，會對設備造成不同程度的影響甚至是傷害。因為這種磁場的干擾強度是比較大的，裝置在進行工作的時候，通過的電流會產生比較強的電場，然后還可以經過固有的裝置來對電子自動化控制設備進行干擾，而其他不同的電磁場同樣會給分布在裝置周圍的設備帶來影響，這樣最終會產生強大的不穩定的電流，使得自動化控制設備收到干擾。

2.3 共模干擾因素

共模干擾是信號對地的電位差，電子自動化控制系統中，會應用到了大量的開關電源，以及其他的高頻電路，由它們產生的共模干擾信號電壓，會通過電網、地電位差、空間電磁輻射等方式，疊加到信號線上。共模干擾信號電壓，可為直流、亦可為交流。當共模干擾較大時，掩蓋了有效控制信號，使得控制信號失真，無法對設備進行有效控制，這種干擾的破壞力是非常嚴重的。

2.4 漏電耦合干擾因素

這種干擾因素是因為自動化控制裝置內部或者是相關的部件之間的電氣絕緣性能因為各種原因而造成的性能降低，進而造成了部分元件存在了漏電的故障而形成的。比如在空氣濕度等場合的控制裝置，裝置內部的元件在工作的時候會產生熱，這樣時間一長元件之間就會產生一些水汽，這就容易造成元件的內部與外部線路之間的絕緣電阻功能下降，然后就造成了漏電耦合性的干擾。這種情況發生的場合通常是工作環境比較差的地方。

2.5 電磁輻射干擾因素

眾所周知，在電子自動化控制設備工作的時候會產生一些輻射電磁波，這有可能是電子自動化控制設備自身產生的，也可能是與之并行的設備產生的，這些都會對電子自動化控制裝置與設備造成影響。除此之外，電子自動化設備中的可控硅中頻爐與高頻感應加熱爐等其他的可觸點電器，在工作的時候都可能會產生電弧、電火花等輻射性電磁波，而自動化電子控制裝置或者設備一旦吸收到這些電磁波就會受到影響，甚至引發故障。

2.6 共阻抗干擾因素

在電子自動化控制的設備或者裝置中，布滿了各種電子網路以及公共導線，它們之間存在電阻與電感，而在使用的過程中經過的回路電流就會造成導線上的電壓降落，因而會產生抗壓耦合，在這種情況下，就會對其他的回路電路造成共阻抗的干擾。

2.7 電網干擾因素

電子自動化控制裝置或者設備的運行是離不開電的，電網的交流電在進行轉換的時候就會使得用電的設備受到影響，然后就會在電網中產生干擾的信號，與此同時，電網中的低頻次干擾信號經過電子自動化控制設備的變壓器的耦合處理之后也會到達次級狀態，而其中的高頻次的干擾信號也會寄生在電容器的耦合中，這樣就形成了電子自動化控制設備中的電網中干擾因素。

3 電子自動化控制裝置的抗干擾措施

3.1 靜電屏蔽抑制靜電干擾

對于常見的靜電干擾，通常是使用金屬導體來對靜電進行屏蔽的處理，除此之外，也可以使用其他屏蔽體進行接地的方式進行對靜電干擾的抑制。這兩種方式都可以非常有效的對電子自動化控制裝置的靜電干擾進行抑制。最后還可以分析靜電產生的原因，然后找出靜電本身存在的弱點，使用防靜電的材質對靜電的產生部件進行包裹，從而來保證裝置的正常使用。

3.2 磁屏蔽抑制磁場耦合干擾

對這種干擾的抑制可以使用一些高導材質做成的屏蔽體，來保證裝置不受干擾，有了這種屏蔽體的保護，可以使得設備元件不必于空氣中的電磁信號解除，并對一些信號進行屏蔽，甚至是中斷，進而減少了干擾的程度。

3.3 共模干擾的處理措施

為了消除共模干擾對控制信號的影響，應選擇采用共模壓制比高的差動信號發送接收器，信號線建議采用屏蔽雙絞線，并有效接地，電源選擇紋波小，品質高的電源，布線時避開高壓電源線布線。

3.4 漏電耦合干擾的處理措施

這種干擾產生的主要原因是設備元件的絕緣電阻因為外部環境的侵蝕而造成的功能性降低，因此解決這種干擾最有效的辦法就是對設備元件進行定期的檢查與維護，清理線路，降低設備在濕度高的環境中的工作周期，最好是改善這種工作的環境。

3.5 電磁輻射干擾的處理措施

采用電磁屏蔽的方法，屏蔽電磁輻射。在電子自動化控制設備的運行環境中，通常周圍都是產生磁場的設備，對于這些干擾可以通過屏蔽這些干擾源來處理。在這些干擾源的周圍使用高導磁材料設置屏蔽體，這樣就降低了內部磁場向外部進行的輻射，而外部磁場也會降低對內部磁場的輻射。如果信號的線路比較長，需要將信號線做成雙絞線，雙絞線在遇到外部的磁場時，相鄰的節距的感生電流的和就會變成零，這樣就能大幅降低和消除磁場對信號線的干擾。

3.6 共阻抗干擾的處理措施

在公共線路中，因為電子回路的不同，都會造成共阻抗的干擾。對待這種問題的處理，首先需要取得最小的電源內阻，這需要高質量的電料，來增強電源的功率與兼容。在電路設計時，將模擬電路和數字電路的電源與地進行分開設置，減少和消除模擬電路與數字電路存在的共阻干擾。最后是降低公共電源線與地線所帶來的共阻抗的干擾，處理這種問題需要將電源線與地線的截面積盡量加大，長度上盡量保持短，此外還要注意強電設備帶來的共阻抗干擾。

3.7 電網干擾的處理措施

這種干擾的處理可以使用壓敏電阻來對電網電壓中的過壓進行吸收；對于其他的低頻的干擾則可以使用直流穩壓電路。或采用電源濾波器，進行處理。

3.8 其他方面的處理措施

對設備與裝置進行定期性的檢查，尤其是設備內部的絕緣元件，如果出現漏電都會導致裝置的功能受損。盡量將設備安置在遠離潮濕的環境，減少設備的漏電耦合的干擾，對設備以及線路的灰塵與雜物進行及時的清理，減少磁場干擾信號的傳播。

4 結語

隨著經濟與科學技術的不斷發展，我們有理由相信在以后的工業發展中，電子自動化控制技術依然會更進一步的發展，這也必然會帶來一場新的工業化的變革，而這其中，電子自動化控制技術必然會成為推動工業發展的重要影響因素。這就更需要相關單位或者人員積極的面對電子自動化控制技術所面臨的問題，根據生產的機制來采取相應的措施，避免或者降低不良因素對于電子自動化控制技術的干擾，幫助電子自動化控制技術能夠在安全穩定的環境中工作，這在電子自動化控制技術的發展將會產生非常積極的意義。

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