计算机控制系统的抗干扰技术
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微型计算机控制系统信号隔离及抗干扰技术概述作者:谭以坚来源:《科学与财富》2016年第20期摘要:微型计算机控制系统在实际运行过程中,其信号传送稳定性不足,极易受到计算机所处工作环境内多种因素的干扰,严重影响控制系统运行的可靠性。
本文主要对信号隔离及抗干扰技术进行分析和研究,并列举其它类型的抗干扰技术,切实保证信号传送的稳定性和准确性。
关键词:微型计算机;控制系统;信号隔离;抗干扰技术在微型计算机控制系统的实际运行过程中,信号隔离是比较常用的抗干扰方式,能够对外界环境的共模电压计电磁干扰进行有效隔离。
随着现代科学技术的发展,微型计算机控制系统的运行环境日趋复杂,为保证信号传送的稳定性和可靠性,加大力度对微型计算机控制系统信号隔离及抗干扰技术进行分析和研究,具有重要的现实意义。
1 信号干扰对微型计算机控制系统的干扰干扰有多种形式而且还有多种传导模式,干扰可以通过耦合通道来传入计算机控制系统,使得计算机控制系统的稳定性显著降低,干扰对计算机控制系统的影响如下:1.1 数据采集误差变大干扰会入侵到控制系统信号的输入通道,使得有用信号中包含干扰信号,那么在数据采集的过程中就会产生较大的误差,如果有用信号的强度较小时,那么干扰信号对于计算机控制系统的数据采集干扰就更加严重。
1.2 控制状态失灵微型计算机控制系统所传出的控制信号非常强,在传播过程中较难被外界干扰,但是输出的控制信号会与状态信号结合,一旦状态信号受到干扰就会使得影响控制信号,从而导致微型计算机控制系统的控制失常。
2 信号隔离器抗干扰技术就该项抗干扰技术的实际应用情况来看,导入单路或双路电压后,在途经信号隔离器的过程中,能够对信号进行一定处理,进而输出相应的电压或信号。
在这一过程中,电路相应部分的隔离功能明显增强,在保证信号传送稳定性上具有良好的应用效果。
信号隔离器抗干扰技术的有效应用,能够保持信号输入与输出处于隔离栏状态,降低信号传送过程中所受到的干扰,尤其是其内部半导体构建能够实现信号的转换,在相关元件的辅助下以及运行机制的处理后,信号得以恢复,并不会影响信号传送质量。
常见的PLC控制系统抗干扰措施1. 引言PLC(Programmable Logic Controller)是一种常用于工业控制系统中的计算机控制设备。
在实际工业环境中,PLC控制系统常常面临各种干扰源的干扰,这些干扰可能导致系统稳定性下降、数据误差增加甚至系统故障。
因此,在设计和应用PLC控制系统时,需要采取一系列抗干扰措施来降低干扰的影响。
本文将介绍常见的PLC控制系统抗干扰措施,包括电磁干扰、地线干扰、高温环境干扰以及其他常见干扰的应对措施。
2. 电磁干扰的抗干扰措施电磁干扰是PLC控制系统中常见的干扰源之一,它可以导致数据误差、通信故障等问题。
以下是抗电磁干扰的措施:•屏蔽设计:在PLC设备和信号线上添加屏蔽层,以阻隔外部电磁干扰的入侵。
屏蔽层可以采用金属箔、金属编织层等材料。
•磁屏蔽:在PLC设备附近放置磁场屏蔽装置,以减弱外部磁场对设备的影响。
磁屏蔽装置可以采用铁氧体材料制成。
•地线隔离:将PLC设备的地线和电源系统的地线隔离开,防止电磁干扰通过地线传输到PLC设备中。
3. 地线干扰的抗干扰措施地线干扰是指由地线电流引起的干扰,它会导致系统电势差增大、信号失真等问题。
以下是抗地线干扰的措施:•地线去耦:在PLC设备的电源输入端和地线之间添加去耦电容,并将其接地。
去耦电容可以起到隔离地线干扰的作用。
•地线分离:将PLC设备的地线和其他设备的地线分离开,避免地线干扰的相互影响。
•良好接地:确保PLC设备的良好接地,减少地线干扰的发生。
4. 高温环境干扰的抗干扰措施高温环境对PLC控制系统的影响主要体现在PLC设备的散热和温度抗性方面。
以下是抗高温环境干扰的措施:•散热设计:合理设计PLC设备的散热结构,增加散热面积和散热风扇等设备,保证设备在高温环境下正常工作。
•温度抗性选择:选择具有良好温度抗性的元件和材料,确保PLC设备在高温环境下的可靠性。
•温度检测:安装温度传感器,实时监测PLC设备的温度,及时采取散热措施以防止设备过热。
抗干扰技术•定义:抗干扰技术就是研究干扰的产生根源、干扰的传播方式和避免被干扰的措施(对抗)等问题。
机电一体化系统的设计中,既要避免被外界干扰,也要考虑系统自身的内部相互干扰,同时还要防止对环境的干扰污染。
国家标准中规定了电子产品的电磁辐射参数指标。
•外部干扰由使用条件和外部坏境因素决定。
外部坏境有:天电干扰(雷电或大气电离作用以及其他气象引起的干扰电波)天体干扰(太阳和其他星球辐射的电磁波)电气设备的干扰(广播电台或通讯发射台发出的电磁波)瞬变过程的设备也会产生较大的干扰(荧光灯、开关等)内部干扰则是由系统的结构布局、制造工艺所引入的有:分布电容、分布电感引起的耦合感应元器件产生的噪声多点接地造成的点位差引入的干扰等等•传播途径静电耦合:磁场耦合:公共阻抗耦合:发生在两个电路的电流流经一个公共阻抗时,一个电路在该阻抗上的电压降会影响到另一个电路,从而产生干扰噪声的影响•串模干扰的抑制串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声机干扰串联在信号源回路中方法是:采用双绞线和滤波器两种措施双绞线:两根互相绝缘的导线扭绞缠绕组成,为了增强抗干扰能力,可在双绞线的外面加上金属编织或护套形成屏蔽双绞线引入滤波电路•共模干扰的抑制共模干扰是指计算机控制系统输入通道中信号放大器两个输入端上共有的干扰电压方法:采用变压器来隔离“模拟地”和”数字地•长线传输干扰的抑制方法:始端阻抗匹配•抗干扰的措施:提高抗干扰的措施最理想的方法是抑制干扰源,使其不向外产生干扰或将其干扰影响限制在允许的范围之内。
由于车间现场干扰源的复杂性,要想对所有的干扰源都作到使其不向外产生干扰,几乎是不可能的,也是不现实的。
另外,来自于电网和外界环境的干扰,机电一体化产品用户环境的干扰源也是无法避免的。
因此,在产品开发和应用中,除了对一些重要的干扰源,主要是对被直接控制的对象上的一些干扰源进行抑制外,更多的则是在产品内设法抑制外来干扰的影响,以保证系统可靠地工作。
关于提高计繇疆信息科拳算机控制系统抗干扰性、可靠性方法的研究张军伟1李毅凯2(1.保定电力职业技术学院河北保定0710022.河北大学图书馆河北保定071002)[摘要]分析各类干扰对计算机控制系统安全可靠性的影响,提出增强计算机控制系统抗干扰性、可靠性的若干技术措施。
阐释提高实时性能在工控计算机系统中的意义和具体的实现方法。
[关键词]计算机控制抗十扰技术实时件能程序容错接地中图分类号:TP3文献标识码:^文章编号:1671—7597(2008)0910033—01一、引言近年来,计算机控制系统在工业自动化、生产过程控制、智能化仪表等领域的应用越来越深入和广泛。
计算机控制系统是自动控制理论和计算机技术相结合的产物。
其运行是计算机与外部世界动态交换、处理信息的过程。
外部的干扰、内部的故障都会导致系统的不稳定,使计算机硬件的工作遭到破坏,计算机的软件也受到冲击,甚至酿成灾难性的恶果。
因此,提高计算机控制系统的可靠性与抗干扰能力,不仅涉及其使用价值和经济效益,而且对生产设备和人身安全都具有重要的意义。
=、各类干扰_及其对计算机控制系统的影一干扰是指除有用信号以外的散杂信号。
这些散杂信号中的某些信号会引起有用信号的畸变从而产生数据错误,扰乱程序的正常运行,有些甚至损坏计算机控制系统。
干扰包括外部干扰和内部干扰,外部干扰是由与计算机控制系统本身不相干的外部环境和使用条件产生的;而内部干扰则是指由控制系统的结构布局、生产工艺等冈素引起的干扰。
三、计算机控制系统抗干扰技术要想抑制干扰的产生就要分析干扰形成的原因,从而帮助我们将干扰对系统造成的危害降到最低限度。
形成千扰的基本要素有三个,如图l所示。
(1)干扰源,指产生干扰的元件、设备或信号,如:雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都町能成为干扰源。
(2)传播路径,指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。
(3)敏感对象。
指容易被干扰的对象。
广———]厂————]厂—————1I干扰源卜.|传国逸径卜.I敏撇I............._J【.................-J1................_J图l干扰形成的基本过程由图1可以看出,干扰源、传播路径、敏感器件三个因素是形成干扰的必要条件。