摘 要:隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,我國工業(yè)化水平日漸提升。電子自動化在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用,顯著提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。由于控制裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性等特點(diǎn),在運(yùn)行中對外界環(huán)境要求較高,如果忽視對控制裝置的有效管理,將直接降低生產(chǎn)質(zhì)量及效率。文章將對電子自動化控制面臨的干擾因素進(jìn)行分析和研究,并在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的處理對策。
關(guān)鍵詞:電子自動化控制;干擾因素;處理對策
前言
電子技術(shù)快速發(fā)展,促使我國企業(yè)生產(chǎn)效率得到了穩(wěn)步提升,在促進(jìn)工業(yè)發(fā)展等方面具有積極作用。然而,受到諸多因素的影響,電子自動化控制裝置存在一定弊端,極易受到外界因素的干擾,在很大程度上影響工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展。因此,加強(qiáng)對電子自動化控制中干擾因素及處理對策的研究具有積極意義。
1 電子自動化控制面臨的干擾因素
電子自動化控制裝置容易受到干擾,除了其自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性特點(diǎn)外,在很大程度上是受到工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的特殊性的影響。由于工業(yè)生產(chǎn)過程中,存在大量電磁信號,且頻率不盡相同。當(dāng)裝置吸收有用信號時(shí)極易受到這部分電磁噪聲的影響,導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象,而當(dāng)前技術(shù)發(fā)展水平尚不能夠完全消除電磁干擾。具體影響因素如下:
1.1 靜電
靜電干擾在所有干擾中較為常見,其主要是由于電場通過電容器或者分布電容耦合傳輸?shù)皆O(shè)備中,最終對設(shè)備產(chǎn)生的影響,特別是當(dāng)動力線中存在電流時(shí),線路外部的電場強(qiáng)度也將隨之增強(qiáng)。因此,動力線及其周圍電容將會對裝置產(chǎn)生靜電干擾。同時(shí),當(dāng)干擾線路與動力線之間的距離越短,電場強(qiáng)度會更高,進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)大的干擾。
1.2 磁場耦合
該類干擾主要是由于裝置周圍線路存在較大電流經(jīng)過。其對于裝置回路耦合的影響涉及交流電動機(jī)、動力線等多個(gè)方面。且這些器件當(dāng)中交變電磁場強(qiáng)度較高,電磁場會與周圍電子線路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢等現(xiàn)象,進(jìn)而在一定程度上影響裝置穩(wěn)定性[1]。
1.3 電磁輻射
電磁輻射是指電子裝置吸收外部電磁波出現(xiàn)異常情況。產(chǎn)生這種情況主要是因?yàn)橛|電電器、高頻加熱爐等設(shè)備在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生電弧及電火花等現(xiàn)象,與該現(xiàn)象伴隨的是電磁輻射,直接影響控制裝置運(yùn)行有效性。另外,電磁波強(qiáng)度與裝置干擾程度成正比,前者強(qiáng)度越大,后者干擾程度也會越深。
1.4 共阻抗
眾所周知,電子回路之間的導(dǎo)線存在電阻及電感應(yīng)。當(dāng)裝置處于工作狀態(tài)時(shí),回路的電流通過導(dǎo)線時(shí),導(dǎo)線中的電壓將會呈現(xiàn)下降趨勢,此時(shí)阻抗壓降耦合將會轉(zhuǎn)換到其他回路當(dāng)中,最后形成共阻抗類干擾。一般情況下,這類干擾在線路橫截面等因素的影響下會發(fā)生一定變化,如橫截面較窄,更易受到干擾。
1.5 漏電耦合
漏電耦合主要是指裝置內(nèi)、外部與電氣部分直接接觸而出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。出現(xiàn)漏電的主要因素在于外部溫度、濕度等因素導(dǎo)致電子絕緣層性能大打折扣,在系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生漏電情況。一般來說,外部環(huán)境中濕度越高,裝置中的各個(gè)器件含水量也隨之增加,直接影響線路絕緣性能,造成漏電耦合干擾的出現(xiàn),在工業(yè)生產(chǎn)中這種干擾較為常見[2]。
1.6 電網(wǎng)
電子自動化裝置運(yùn)行動力電源主要來自于電網(wǎng),而電網(wǎng)中交流電變換會受到用電設(shè)備的影響,進(jìn)而促使電網(wǎng)中形成干擾信號,與此同時(shí),電網(wǎng)的低頻次干擾信號在經(jīng)過裝置變壓器耦合處理后將會滲透至次級位置,從而將電網(wǎng)產(chǎn)生的干擾因素作用到裝置當(dāng)中,影響裝置有效性的發(fā)揮。綜上所述,影響自動化控制的干擾因素較多,要想促使其穩(wěn)定運(yùn)行,采取行之有效的措施加強(qiáng)對干擾源的控制十分必要。
2 電子自動化控制中抗干擾處理對策
要想有效控制裝置免受外界因素的影響,需要從電磁干擾產(chǎn)生的源頭開始,具體來說,可以從以下幾個(gè)方面入手:
2.1 采取接地方式避免靜電
作者根據(jù)長期工作經(jīng)驗(yàn),明確金屬導(dǎo)體具有特殊性,在裝置運(yùn)行過程中,當(dāng)靜電趨于平衡狀態(tài)時(shí),其導(dǎo)電體的點(diǎn)電位位置相同。基于此,作者采取接地的方式隔斷電纜線,最大限度上屏蔽靜電的干擾,同時(shí)對裝置進(jìn)行屏蔽處理,然后對屏蔽設(shè)備進(jìn)行接地操作,實(shí)現(xiàn)裝置的抗干擾防護(hù)目標(biāo),從而確??刂蒲b置穩(wěn)定運(yùn)行。
2.2 采用雙絞線
電子自動化裝置在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用過程中,其內(nèi)部無可避免產(chǎn)生磁場,勢必會對裝置運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。這類干擾本質(zhì)上屬于近場干擾形式,為了避免干擾,需要在干擾源周圍設(shè)置屏蔽物,促使干擾源無法接觸到裝置,且干擾源也不會向外輻射,從源頭上避免一些干擾的影響[3]。但是在具體操作之前,應(yīng)對信號傳輸距離進(jìn)行觀察,如果距離過長,不適合采取這種方式。而是采取雙絞線的形式替代信號線,促使雙絞線中的感生電流能夠有效抵抗干擾,確??刂蒲b置有序進(jìn)行。
2.3 選擇低電阻金屬材料
一般來說,如果交變電磁場的頻率較低時(shí),其產(chǎn)生的電磁輻射強(qiáng)度也較弱,因此,對裝置的干擾就會十分有限,但是當(dāng)交變電磁場的頻率升高,其產(chǎn)生的輻射也會隨之增加。對此我們可以選擇低電阻金屬材料,如鋁、銅等,在裝置外部設(shè)置屏蔽層,降低干擾的影響。當(dāng)高頻電磁場與屏蔽層互相作用時(shí),二者將會形成渦流反應(yīng),并在渦流磁場的影響下,逐漸削弱輻射強(qiáng)度,直至完全消除。根據(jù)上文提高的靜電處理措施來看,如果在原有基礎(chǔ)上引入低電阻金屬屏蔽層,能夠避免電磁與靜電輻射雙方面的影響。
2.4 擴(kuò)大電源功率容限
對于共阻干擾而言,主要采取擴(kuò)大電源功率容限的方式降低電源內(nèi)阻,同時(shí)還應(yīng)分開設(shè)置模擬與數(shù)字電路,將二者連接到對應(yīng)的電源輸出端口處,如此一來,不僅能夠最大限度上擴(kuò)大地線同電源導(dǎo)線橫截面,還能夠縮短線路距離。通過這種方式提高共阻抗干擾效果[4]。另外針對強(qiáng)調(diào)設(shè)備帶來的共阻抗干擾而言,應(yīng)確保連接在一起的控制裝置工作地與安全地具有足夠小的接地電阻,才能夠保障控制系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.5 加強(qiáng)對裝置的日常維護(hù)
裝置在長期運(yùn)行過程中,不可避免出現(xiàn)或多或少的問題,對于漏電耦合干擾來說,最為有效的措施是定期對裝置進(jìn)行維護(hù)和檢查,特別是信號線路上的雜物等,將裝置運(yùn)行環(huán)境控制在適宜的溫度、濕度環(huán)境當(dāng)中,優(yōu)化裝置工作環(huán)境。同時(shí)應(yīng)盡量擴(kuò)大信號線之間的距離,特別是當(dāng)電流較大、電壓較高情況下,應(yīng)保持較遠(yuǎn)的距離,同時(shí)配合屏蔽等措施降低漏電耦合對裝置產(chǎn)生的不良影響。
2.6 利用壓敏電阻
針對電網(wǎng)干擾,可以利用壓敏電阻吸收電網(wǎng)電壓中的浪涌過壓,或者將高頻率波抑制調(diào)頻產(chǎn)生的干擾。同時(shí)在控制裝置當(dāng)中設(shè)置報(bào)警設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際情況的監(jiān)督,及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏電現(xiàn)象,并采取行之有效的措施,加以避免和調(diào)整,從而消除外部干擾。
3 結(jié)束語
根據(jù)上文所述,電子自動化控制裝置將會在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用和普及,為了確??刂蒲b置在應(yīng)用中最大限度發(fā)揮積極作用,我們應(yīng)明確認(rèn)識到當(dāng)前控制裝置運(yùn)行中面臨的干擾因素,并堅(jiān)持合理原則,采取相應(yīng)的處理措施,不斷削弱干擾,并加大技術(shù)研究力度,與自動化控制裝置有機(jī)整合,逐漸消除干擾,從而推動我國工業(yè)領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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[4]張建霞,王體君.工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)分析[J].科技風(fēng),2014(14):46.