鄭升鴻

摘要：電梯設(shè)備因電磁噪聲的干擾，可能造成電梯在使用中微處理器VVVF控制系統(tǒng)失調(diào)，形成一定危害。為此，本文對電梯控制系統(tǒng)中電磁噪聲干擾的種類、形成、傳播途徑進(jìn)行分析，并針對控制系統(tǒng)的硬件和軟件采取相應(yīng)的抗干擾措施，改進(jìn)后的電梯對抗電磁噪聲的能力明顯增強(qiáng)，電梯運(yùn)行平穩(wěn)、安全、可靠

關(guān)鍵詞：電梯；電磁噪聲；傳播途徑；抑控方法

電梯工作現(xiàn)場存在著大量電磁噪聲干擾源，如果控制系統(tǒng)的抗干擾能力差，就可能造成控制系統(tǒng)工作混亂，致使電梯死機(jī)、錯(cuò)層乃至失控等事故發(fā)生。因此，抑制電梯電磁噪聲的干擾，提高設(shè)備的抗干擾能力是保障微處理器VVVF電梯控制系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠的一個(gè)不容忽視的重要問題。

一、電梯噪聲的傳播途徑：

對微處理器VVVF電梯控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響的主要電磁噪聲的來源根據(jù)傳播途徑大致可分為兩種：通過線路傳導(dǎo)的傳導(dǎo)性電磁噪聲與通過空間輻射傳播的輻射性電磁噪聲。

傳導(dǎo)性電磁噪聲傳播途徑主要來自電源線和接地線，容易造成微處理器丟失一部分或大部分信息。產(chǎn)生誤動作，同時(shí)VVVF變頻驅(qū)動器向電梯線路上有關(guān)聯(lián)載荷傳導(dǎo)出WVF變頻驅(qū)動器工作時(shí)產(chǎn)生的高次諧波電磁噪聲，對周圍的設(shè)備及電路產(chǎn)生干擾信號。輻射性電磁噪聲的主要來源是VVVF變頻驅(qū)動器產(chǎn)生的，工作時(shí)會通過聯(lián)接電梯電機(jī)的線路和電源線向外輻射高頻電磁噪聲，使其它的電子線路設(shè)備受到高頻電磁噪聲的干擾。

二、硬件電磁噪聲干擾的抑制：

1、電源系統(tǒng)傳導(dǎo)性電磁噪聲抑制：

(1)安裝電源低通濾波器：其基本原理是借助電容和電感組成的吸收裝置抑制電源噪聲。應(yīng)該注意的是：電源低通濾波器使用時(shí)濾波器的接地端必須保證良好接地。

(2)采用帶靜電屏蔽層的多繞組變壓器組電子線路用的穩(wěn)壓電源供電：不同的電子線路有獨(dú)自的電源供給可避免電子線路之間通過電源耦合產(chǎn)生的傳導(dǎo)性電磁噪聲相互干擾。

2、電源線傳導(dǎo)性電磁噪聲抑制：

(1)電源進(jìn)線的選用應(yīng)滿足設(shè)備的載流量要求，并有一定的富余。

(2)電源線需單獨(dú)走線，電機(jī)線、電機(jī)編碼器線、電機(jī)抱閘線和信號線必須分別穿管走線或使用各自的線槽，其中電機(jī)和編碼器所穿的必須是金屬管或線槽且可靠單端接地。

(3)柜內(nèi)強(qiáng)電線路與弱電線路應(yīng)分開敷設(shè)，采用雙絞線，合理布線盡量將布線縮到最短。

3、接地：

(1)良好可靠接地系統(tǒng)是抑制電梯設(shè)備電磁噪聲的關(guān)鍵，對接地必須慎重處理。接地線應(yīng)分別直接接至接地線柱上，不得互相串接后再接地。因此電梯必須采用TN——s供電，供電系統(tǒng)工作零線在電梯電氣設(shè)備與地絕緣，也不與電梯控制設(shè)備的外露可導(dǎo)電部份連接，而保護(hù)零線與電梯電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分連接，它們之間正常的電位為零電位，因此才不會對電梯電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。

(2)電子電路板中的信號接地：模擬放大電路所有模擬器件(包括可能的IN／OUT)的接地必須單點(diǎn)并聯(lián)接地，絕對避免串聯(lián)接地形成的環(huán)路形成。純數(shù)字電路的電路板，各器件可以允許多個(gè)點(diǎn)接地，并且應(yīng)盡量減少串聯(lián)接地的狀況出現(xiàn)，以減小電路間的相互影響，防止高頻電磁噪聲的干擾。

(3)模擬量輸入信號與屏蔽的接地：

①如果信號源端不接地，放大電路端接地的電路，則屏蔽體應(yīng)在放大電路接地端接地。

②如果信號源端須接地，放大電路端不接地的電路，則屏蔽體應(yīng)在信號源接地端接地。

③如果信號源端與放大電路端都必須接地，則對信號必須要采用變壓器耦合或光電耦合的隔離措施，并且屏蔽體應(yīng)在信號源端接地。

④如果可以選擇在信號源端或放大電路端接地，則將信號線屏蔽層在信號源端接地。

4、接口與過程通道的電磁噪聲干擾抑制：

(1)接口過程通道的聯(lián)接線采用雙絞線，雙絞線抗共模噪聲能力強(qiáng)，可以抑制部份外界信號干擾。

(2)使用光電耦合隔離電路，電梯的控制部份屬于高電壓大功率，要用微處理器系統(tǒng)的弱電來控制這種強(qiáng)電，首先要解決強(qiáng)電對弱電的干擾，光電耦合器因其開關(guān)速度快，隔離效果好，工作穩(wěn)定性高被廣泛應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)的數(shù)字量、模擬開關(guān)量的隔離電路接口。

(3)信號線應(yīng)采用屏蔽線且屏蔽網(wǎng)單端接地，在線路安排上應(yīng)盡量遠(yuǎn)離強(qiáng)電線路電源變壓器。

5、輻射性噪聲的抑制的方法：

(1)對VVVF變頻驅(qū)動器通常采用三種方法抑制：①在變頻驅(qū)動器進(jìn)線加裝三相電源低通濾波器，抑制電磁噪聲通過電源線向電源系統(tǒng)中的其它設(shè)備輻射。②電梯電機(jī)到變頻驅(qū)動柜采用屏蔽動力線聯(lián)接且屏蔽網(wǎng)在變頻驅(qū)動器接地端接地。③變頻驅(qū)動柜設(shè)置良好的電磁屏蔽殼并接地。

(2)微處理器等弱電電子線路控制板獨(dú)立采用屏蔽殼與電梯控制柜內(nèi)其它電路隔離，抑制周邊電磁噪聲干擾。

(3)采用電梯串行通訊系統(tǒng)。

三、軟件抗電磁噪聲干擾措施：

1設(shè)置自檢查程序：系統(tǒng)開機(jī)后對硬件進(jìn)行自檢，另外在單片機(jī)的內(nèi)部設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志，程序運(yùn)行進(jìn)不斷查詢這些狀態(tài)標(biāo)志，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤，以確保系統(tǒng)運(yùn)行的高可靠性。

2指令冗余法：編程時(shí)應(yīng)盡量采用單字節(jié)指令，并在關(guān)鍵地方人為地插入一些單字節(jié)指令重復(fù)書寫。

3設(shè)置軟件陷阱：在非程序區(qū)設(shè)置一些陷阱程序，正常運(yùn)行時(shí)不會進(jìn)入非程序區(qū)，當(dāng)程序彈飛時(shí)就可能遇到這些陷阱，在陷阱處于強(qiáng)令程序進(jìn)入初始化狀態(tài)，從而避免“死機(jī)”現(xiàn)象。

4看門狗定時(shí)復(fù)位技術(shù)：看門狗系統(tǒng)本身不依賴于微處理器，在一個(gè)固定的時(shí)間間隔內(nèi)與微處理器打一次交道，以表明系統(tǒng)工作正常并封鎖復(fù)位信號。當(dāng)微處理器陷入死循環(huán)后，則會因超過規(guī)定時(shí)間間隔而啟動復(fù)位信號使系統(tǒng)復(fù)位。

參考文獻(xiàn)

(1)何立民編，北京航空航天大學(xué)出版社1993

(2)[美w.O.亨利著，人民鐵道出版社本1978