摘 要：所謂的抗干擾技術(shù)就是對(duì)電子設(shè)備抵御系統(tǒng)內(nèi)外干擾的研究，進(jìn)而提高設(shè)備運(yùn)行的效率。同時(shí)，受到機(jī)電一體化系統(tǒng)自身向周?chē)l(fā)出電磁干擾信號(hào)的特點(diǎn)影響，會(huì)影響到其他設(shè)備運(yùn)行。所以，抗干擾技術(shù)還包括改善內(nèi)部干擾外泄的對(duì)策，本文結(jié)合機(jī)電一體化系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)用的運(yùn)行環(huán)境，分析系統(tǒng)干擾問(wèn)題，提出有效地解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；抗干擾；運(yùn)行環(huán)境

前言

機(jī)電一體化是機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能與控制功能引進(jìn)的微電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合構(gòu)成系統(tǒng)。機(jī)電一體化投入到工業(yè)環(huán)境中后，系統(tǒng)會(huì)受到電網(wǎng)、空間與周?chē)h(huán)境的影響，如果系統(tǒng)無(wú)法抵御沖擊，將會(huì)影響正常的工作秩序，從運(yùn)行的情況來(lái)看，電磁干擾是影響最大的，本文就對(duì)其影響及控制對(duì)策進(jìn)行分析。

1 造成電磁干擾的要素分析

所謂電磁干擾是指在工作過(guò)程中受到環(huán)境因素的影響，出現(xiàn)一些與信號(hào)無(wú)關(guān)，對(duì)系統(tǒng)性能或者信號(hào)傳輸有害的電氣變化現(xiàn)象，導(dǎo)致信號(hào)異常，影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，干擾主要是由干擾源、傳播途徑與接受載體共同造成的。

1.1 干擾源

我們產(chǎn)生干擾信號(hào)的設(shè)備稱(chēng)為干擾源，變壓器、繼電器、微波設(shè)備、電機(jī)、無(wú)繩電話等都會(huì)產(chǎn)生電磁信號(hào)，同時(shí)還有雷電、太陽(yáng)與宇宙射線也屬于干擾源。我們可以將其分為供電干擾、過(guò)程通道干擾與場(chǎng)干擾，其通過(guò)干擾不同環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)造成影響。

1.2 傳播途徑

就是傳播干擾信號(hào)的路徑，電磁信號(hào)是具有使具有穿透性的直線傳播方式，電磁信號(hào)依賴(lài)導(dǎo)線傳入設(shè)備的傳播被稱(chēng)為傳導(dǎo)方式傳播。

1.3 接受載體

一些受到信號(hào)影響的設(shè)備吸收了干擾信號(hào)，我們就稱(chēng)其為接受載體，其對(duì)信號(hào)的強(qiáng)弱沒(méi)有影響。

2 解決機(jī)電一體化抗干擾的對(duì)策分析

2.1 采取必要措施抗供電干擾

要想抑制供電干擾就要從配電系統(tǒng)上采取措施，可以更改配電方案，使系統(tǒng)的的運(yùn)行質(zhì)量有所提高?？梢圆扇∠聢D所示的配電方案：

除此之外，我們也可以采用分立式的供電方案，降低直流供電的危害，減少公共阻抗及公共電源的互相耦合，增強(qiáng)供電的可靠性，便于電源散熱。

2.2 運(yùn)用電源監(jiān)視電路

抗干擾是配電系統(tǒng)必須具備的，但是要想徹底杜絕干擾，就必須要采取有效地保護(hù)對(duì)策，可以用電源監(jiān)視電路，其可以對(duì)電壓瞬時(shí)短路、瞬時(shí)降壓進(jìn)行有效地監(jiān)視，使信號(hào)及恢復(fù)。

2.3 采取對(duì)策避免過(guò)程通道干擾

從當(dāng)前的技術(shù)水平來(lái)看，我們可以采取光電隔離、抗阻匹配或者是電流傳輸，都可以達(dá)到抗干擾的目的，具體實(shí)施情況如下：

首先，光電隔離可以高效避免過(guò)程通道干擾

以光作為媒介，在隔離的兩端進(jìn)行信號(hào)傳輸，運(yùn)用光電耦合器的電流傳輸特點(diǎn)，在長(zhǎng)線傳輸時(shí)可以將模塊間兩個(gè)光電耦合器件用連線懸浮，降低了模塊間電流流經(jīng)公共線產(chǎn)生的噪聲，同時(shí)對(duì)阻抗匹配也有一定的效果。

其次，雙絞線傳輸是避免過(guò)程通道干擾的對(duì)策

雙絞線是當(dāng)前運(yùn)用較多的一種傳輸線，相對(duì)同軸電纜，其頻帶較窄，但是抗阻高，降低共模干擾，發(fā)揮抑制效果。

再次，用電流傳輸代替電壓傳輸來(lái)完成抗干擾的目的。

最后，布線要合理，信號(hào)的強(qiáng)弱要盡量避免平行走向。

2.4 抑制場(chǎng)干擾的有效對(duì)策

從場(chǎng)干擾的現(xiàn)狀來(lái)看，要想避免這一問(wèn)題，可以采用屏蔽或者是接地的方法來(lái)解決，在運(yùn)用這兩種方法的時(shí)候要注意接地的過(guò)程中避免形成環(huán)路，同時(shí)為了防止電磁場(chǎng)的干擾，可以運(yùn)用待屏蔽層的信號(hào)線；導(dǎo)線的屏蔽層不能與信號(hào)線和公用線混用。

2.5 運(yùn)用軟件抗干擾技術(shù)來(lái)避免干擾

所有的干擾最后都會(huì)反映在系統(tǒng)的微機(jī)模塊中，會(huì)影響數(shù)據(jù)的采集、誤差的控制、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等失常，盡管在硬件上采取了多種抗干擾措施，但是仍然無(wú)法徹底保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，必須要建立軟件自身的抗干擾系統(tǒng)，可以更好地應(yīng)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的干擾。建立系統(tǒng)自身的抗干擾軟件，與硬件共同作用，解決故障。

2.6 從安裝與工藝的角度采取消除干擾的措施

解決了機(jī)電一體化系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程可能產(chǎn)生的干擾問(wèn)題，但是要想徹底杜絕機(jī)電一體化系統(tǒng)干擾，還需要從安裝與工藝的角度采取措施來(lái)杜絕系統(tǒng)干擾，關(guān)鍵可以分為以下幾個(gè)步驟。

2.6.1 接地選擇要合理

我們看到很多機(jī)電一體化的產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到理念都較為完美，但是在實(shí)際工作中卻無(wú)法發(fā)揮預(yù)期的功效，從其原因來(lái)看主要是由于工藝安裝不合理導(dǎo)致的，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)造成一定的干擾，所以，要對(duì)其高度重視。對(duì)此，在安裝的過(guò)程中藥注意接地的方式準(zhǔn)確，要將交流接地點(diǎn)與直流接地點(diǎn)分離，保證邏輯地浮空，保證質(zhì)量，杜絕干擾。

2.6.2 電源選擇要合理

電源對(duì)整個(gè)系統(tǒng)抗干擾也具有重要作用。電源是外部干擾入侵的主要來(lái)源，從實(shí)踐的情況來(lái)看，通過(guò)電源引入干燥的途徑較多，典型的就是控制裝置的頻繁開(kāi)合，各類(lèi)電感線圈瞬時(shí)通斷等都會(huì)引起系統(tǒng)干擾。由此可見(jiàn)，要想抑制寬頻帶范圍的干擾，就需要對(duì)交流電源與直流電源同時(shí)采取有效措施進(jìn)行控制。

從大量的實(shí)踐來(lái)看，可以運(yùn)用壓敏電阻和低通濾波器可使頻率范圍在20kHz～100MHz之間的干擾大大衰減。采用隔離變壓器和電源變壓器的屏蔽層可以消除20kHz以下的干擾，而為了消除交流電網(wǎng)電壓緩慢變化對(duì)控制系統(tǒng)造成的影響，可采取交流穩(wěn)壓等措施。

對(duì)于直流電源一般要考慮到加大電源功率容限與電壓調(diào)整范圍，為了使裝備能適應(yīng)負(fù)載在較大范圍變化和防止通過(guò)電源造成內(nèi)部噪聲干擾，整機(jī)電源必須留有較大的儲(chǔ)備量，并有較好的動(dòng)態(tài)特性。習(xí)慣上一般選取0.5～1倍的余量。除此之外，采用直流穩(wěn)壓電源的效果跟好。直流穩(wěn)壓電源不僅可以進(jìn)一步抑制來(lái)自交流電網(wǎng)的干擾，而且還可以抑制由于負(fù)載變化所造成的電路直流工作電壓的波動(dòng)。

2.6.3 布局分布合理

機(jī)電一體化設(shè)備及系統(tǒng)的各個(gè)部分要進(jìn)行合理布局，盡可能的組織電磁干擾危害。在進(jìn)行布局的時(shí)候要盡量將干擾電源與干擾對(duì)象原理，輸出與輸入的端口也要處理好。企業(yè)環(huán)境間的設(shè)備也要注意布局的問(wèn)題，不同設(shè)備對(duì)環(huán)境的干擾程度、干擾類(lèi)型不同，所以，在布置設(shè)備的時(shí)候要盡量考慮到系統(tǒng)設(shè)備所處的環(huán)境與分類(lèi)，精密的儀器盡量使其置于恒溫環(huán)境中，原理機(jī)械沖擊的場(chǎng)所，保證設(shè)備的良好運(yùn)行。

除了以上的對(duì)策外，還可以在設(shè)備安裝、布線的過(guò)程中采取有效的措施來(lái)抑制干擾，例如在安裝插件的過(guò)程中要注意接觸性，保證焊接的質(zhì)量。從實(shí)踐情況來(lái)看，工藝措施得當(dāng)?shù)脑捒梢愿玫馗纳葡到y(tǒng)的性能，提高其抗干擾的能力，彌補(bǔ)設(shè)計(jì)上的一些缺陷。

3 結(jié)束語(yǔ)

抗干擾是機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與使用過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題，所以要在最初的設(shè)計(jì)過(guò)程中加以注意，盡量使設(shè)計(jì)達(dá)到完美。同時(shí)還要在施工、安裝過(guò)程中加強(qiáng)管理，改善干擾問(wèn)題，盡量使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]張建民.機(jī)電一體化原理及應(yīng)用.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1992，2.

[2]天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所.電氣傳動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)手冊(cè).機(jī)械電子工業(yè)部，1993，4.

[3]魏俊民，周硯江.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：中國(guó)紡織出版社，1998，4.