【摘 要】機械加工中，微機做為機械電氣傳動控制系統(tǒng)的核心被越來越廣泛的采用，如數(shù)控機床、各類程控加工生產線、自動檢測儀、電氣傳動控制設備的改造等。隨著電子元器件、微機硬件可靠性的提高，干擾問題是微機控制系統(tǒng)的最大問題，可以說此問題解決不當，對電子技術應用的推廣有一定的影響，本文針對微機控制系統(tǒng)中的干擾問題作出分析，并提出相關措施。

【關鍵詞】微機 電氣 控制

在當今機械加工中，微機做為機械電氣傳動控制系統(tǒng)的核心被越來越廣泛的采用，如數(shù)控機床、各類程控加工生產線、自動檢測儀、電氣傳動控制設備的改造等。隨著電子元器件、微機硬件可靠性的提高，在微機控制系統(tǒng)中，最突出的是系統(tǒng)抗干擾問題，也是當前推廣電子技術應用的一個關鍵。通常系統(tǒng)的干擾來自內部和外部兩個方面，內部干擾多由于系統(tǒng)的結構布局、線路設計、元器件性能變化等因素造成，外部干擾則種類較多、強度和隨機性大。為此，將微機控制系統(tǒng)各主要組成部分：電源、過程通道、傳輸線路、控制箱等抗干擾問題。

一、微機控制系統(tǒng)電源的抗千擾

微機控制系統(tǒng)電源往往取自工頻電網(wǎng)，工頻電網(wǎng)中，可能有不同的電感性負載和晶閘管等半導體元件，在運行時，di/dt/dv/dt閘管等半導體元件，在運行時，在幾赫至幾兆赫，為防止這些干擾從工頻電網(wǎng)竄入，可采用加低通濾波器，帶屏蔽隔離變壓器、相序分置、高抗干擾穩(wěn)壓電源等方法。

（一）低通濾波器。低通濾波器基本電路如圖1所示，由于電容的容抗Xc=1/2fc，電感的電抗Xl=1/2fl，對于高頻干擾電壓，電容C1、C2呈現(xiàn)很低的容抗，而電感L呈現(xiàn)很高的電抗。這樣，高頻干擾電壓就能被此電路濾去。實際上這是一個無源四端網(wǎng)絡，能使直流分量和低于截止頻率的諧波通過，并不能消除全部高頻干擾。

（二）帶屏蔽的隔離變壓器。高頻干擾電壓是經變壓器初、次級繞組的分布電容串入系統(tǒng)的。因此抑制這種干擾的出發(fā)點是盡量減小此分布電容，也就是要在變壓器的繞組中加屏蔽層，帶有屏蔽層的變壓器可將其分布電容減小到0.001Pf，對干擾信號進行隔離。

（三）相序的分置。就是在控制系統(tǒng)中，把主機的電源和外部設備的電源，把弱電控制部分和強電執(zhí)行部分電源分別接到三相交流電源不同相序上。

（四）采用高抗干擾穩(wěn)壓電源。目前較為先進的是采用頻譜均衡法原理制造穩(wěn)壓電源。它的抗干擾并不采用常規(guī)的濾波、屏蔽、隔離，而是將來自交流電網(wǎng)集中能量的隨機干擾轉變?yōu)槎喾N頻率的能量，達到均衡能量，從而減小干擾能量的幅值。

二、傳輸線路的抗千擾

導體本身具有電阻、電感，絕緣導線之間還有一定的寄生電容，對地有雜散電容。在控制系統(tǒng)中有各種電源線、控制線、信號線、執(zhí)行線，隨著敷設方式或走向不同都會產生不同的干擾。因此，合理布線是抗干擾的有效方法。

（一）布線原則。首先對控制系統(tǒng)各類線路進行分類，分成易受干擾的、不受干擾、有干擾等類線路。為消除互擾影響，如交、直流電路、高阻抗輸入電路與鄰近電路、強電、弱電電路、不同電壓、不同電流電路等，應分開距離走線，走線要不拘一格，使各器件之間連接盡可能縮短（減弱干擾效應）。對于傳輸線可適當采用雙絞線，必要時，同類型線可編成辮子走線，以利于抑制磁禍合造成的影響。布線最好貼“地”走，若系統(tǒng)“地線”采用公共地時，應使其所有線路層量沿地面、金屬柜體或地線敷設。當系統(tǒng)“地”采用“浮地”時，則所有線路均應沿直流地敷設。正確的貼地可減少環(huán)路面積，縮小磁感應藕合的影響。

（二）導線線徑的選取原則。系統(tǒng)各電路中選用的導線線徑，可根據(jù)導線在使用中的溫升、壓降、集膚效應、機械強度綜合考慮。對于大電流的電源線、地線、以及長距傳輸線要注意壓降影響，電流線可按在此線上壓降損失（o2定線徑。一般直流或低頻線路可按4～SA/mmZ來選。對于頻率高于100kHz以上的高頻電路必須考慮到集膚效應，可按3一4A/mm’選取。走線較長、線束較細或經?；顒拥牡胤匠瞬捎枚喙蓪Ь€外，還要考慮具有一定機械強度，必要時加粗線徑。經常注意導線的溫升，過高會使絕緣材料老化，產生漏流而形成干擾。

三、軟件抗千擾措施

微機在進行輸入掃描及輸出控制時，往往易引起干擾。為保證輸入信號檢測的準確性和輸出信號的可靠性，還得在軟件上進行適當處理。軟件抗干擾包括：用軟件來提高主機及外設的干擾性能和程序自身的抗干擾。

（一）重復輸入輸出：這是提高輸入輸出接口抗干擾性能的一項有力措施。對同一種信號連續(xù)接收或送出幾次，進行重復運算、對比，以判斷外圍工作是否正常。

（二）數(shù)字濾波：這種方法是利用處理器執(zhí)行一定的程序計算方法，減少噪音在有用信號中的比例，一般較常用的濾波方法有；算術平均值法、系統(tǒng)濾波法、一階慣性濾波法、加權平均法和中位值法。

（三）開關信號：可根據(jù)脈沖的寬度不同將干擾信號濾出，一般晶閘管換流的干擾信號脈沖寬度在100協(xié)s以內，很容易使有用信號的脈沖寬度遠大于這個數(shù)值。

（四）防止程序“死鎖”或“跑飛”，因為工程控制都是作為專用目的，故防止程序死鎖跑飛較易。1.設置正常程序的運行時間，時間監(jiān)視器不能產生中斷，一旦運行超過正常時間，時間監(jiān)視器向CPU發(fā)出中斷，CPU轉入處理故障的子程序。2.設置開關標志，當程序較長時，最好分成幾個功能塊，每個功能塊中設立開關標志。當程序進入這塊時，首先訪問它，然后建立狀態(tài)，一旦在運行中受到干擾，就轉入再起動入口處，轉入服務處理，查詢各標志位和執(zhí)行過程的狀態(tài)位，就可判定程序執(zhí)行到何處，再由此啟動，這樣就不需要重新啟動而產生掉失數(shù)據(jù)。

四、總結

除以上三條抗干擾措施外，還應注意了解用戶使用環(huán)境。往往工業(yè)現(xiàn)場有強大干擾，工作條件較差，因此還應根據(jù)現(xiàn)場干擾情況按上述辦法，加強相應的抑制措施，才保證控制系統(tǒng)的正常運行。

參考文獻：

[1]韓剛編.工業(yè)電子控制裝置的抗干擾技術.中國鐵道部出版社

[2]〔日本〕西山憲和.抗噪聲的J妾地措施.國外電氣白動化