對工業現場中機電一體化系統抗干擾措施的分析

【摘 要】在當今的社會發展中，機械制造行業發展十分迅速，機電一體化在機械制造的過程中應用越來越廣泛，在這樣的情況下，人們對機械制造行業也提出了更高的要求。但是機電一體化會受到很多因素的影響，這樣就使得機電一體化完全無法發揮自身的積極作用，從而也使得生產無法得以順利的進行，本文主要分析了工業現場中機電一體化系統抗干擾措施，以供參考和借鑒。

【關鍵詞】機電一體化；系統；抗干擾；措施；分析

機電一體化通常就是指把現代電子技術和傳統的機械生產和制造技術充分的結合在一起，應用到現實的生產過程中，這樣就可以充分的體現出各自的優勢，從而也實現了良好的應用效果。在當前的社會發展中，各個行業都有了極大的發展，所以機電一體化受到的干擾也越來越多，在這樣的情況下就必須要采取有效的措施，減少一些因素對機電一體化系統運行的負面影響，確保其能夠保持在正常的運行狀態當中。

1.機電一體化系統受到干擾的影響因素

1.1供電時受到干擾

在工業生產和建設的過程中，大功率設備的數量越來越多，如果設備頻繁的啟動和停止就會使得電網受到很大的影響，這樣就無法保證電網一直處在良好的狀態當中，而當前我國電網主要的是220V的高內阻電網，所以在設備運行和啟停的過程中非常容易受到干擾信號的污染，在這樣的情況下即便技術人員已經在系統的內部設置了相應的穩壓措施，但是還是會對系統的運行狀態構成不利的影響，所以在一體化系統的設計工作中，一定要對供電干擾予以高度的重視。

1.2過程通道干擾

通常我們所說的過程通道干擾實際上就是指因為傳輸的線路太長而產生的一系列干擾現象。在系統正常運行的過程中，如果產生了比較明顯的通道干擾，系統當中的接電設備或者是其他與之相關的系統都會受到非常大的影響，同時其他設備在運行的過程中也會受到十分嚴重的干擾，這樣也就使得機電一體化系統無法得以正常的運行。通過詳細的分析和研究發現，這樣的干擾通常會讓信號采集的過程中產生失真的現象，從而也嚴重的影響到了信號的真實性和可靠性，從而使得生產效果無法達到相關的標準和要求。

1.3場干擾

機電一體化系統運行和工作的過程中，如果周圍的環境存在著比較多的磁場或者是電場就會對系統的運行質量構成非常不利的影響，同時系統中的電平也會發生一定的改變，最終也會對生產質量和生產效率的提升起到負面的作用。

2.硬件抗干擾措施

2.1抗電源干擾的措施

2.1.1通過watchdog來提升機電一體化系統對電源的抗干擾能力

在當代社會的發展中，機電一體化系統當中一般都會采用watchdog來對機電一體化系統進行有效的處理，這是一種當今十分流行的監視計時器。在正常的工作當中，它可以使得機電一體化設備在更小的程度上承受電源帶來的不良影響，同時它可以實現獨立工作，保證信號本身的準確程度，同時也會在這一過程中保證系統的正常運行，從而使其達到一個比較理想的運行狀態。

2.1.2通過編制配電方案的方面對抗電源干擾進行一定的處理

想要更好的抵制電源對系統的不良影響，在實際的工作中就一定要從配電方案方面入手，首先設計人員應該根據系統運行過程中的具體情況對其進行處理。之后還要選擇一個更加科學和合理的設備，只有設備更加的科學合理，才能更好的保證系統運行的質量和可靠性。舉例來說，我們可以通過設置交流穩壓器或者是直流穩壓器的方式對電源設備進行有效的保護，這些設備在運行的過程中可以很好的防止系統在運行的過程中受到不良的影響。

2.2過程通道抗干擾措施

2.2.1光電距離的長度浮置措施

在系統運行的過程中，利用光電耦合器就可以在長線傳輸的過程中將模塊之間的兩個光電耦合器件連接起來，這種設置的方式一方面可以有效的使其功能模塊之間的電流流到公共地線的時候所產生的噪音相互干擾，同時還能有效的減少長線驅動以及阻抗的問題。

2.2.2雙絞線傳輸措施

在長線傳輸中，雙絞線是較常用的一種傳輸線，與同軸電纜相比，雖然頻帶較窄，但阻抗高，降低了共模干擾。由于雙絞線構成的各個環路，改變了線間電磁感應的方向，使其相互抵消，因而對電磁場的干擾有一定的抑制效果。

2.2.3長線傳輸的阻抗匹配

長線傳輸時，若收發兩端的阻抗不匹配，則會產生信號反射，使信號失真，其危害程度與傳輸的頻率及傳輸線長度有關。因此，必須對傳輸線進行阻抗匹配。

2.2.4長線的電流傳輸

長線傳輸時，用電流傳輸代替電壓傳輸，可獲得較好的抗干擾能力。傳感器直接輸出0～10mA電流在長線上傳輸，在接收端可并上1kΩ的精密金屬膜電阻，將此電流轉換為0～5V（或0～10V）的電壓，然后送入A/D轉換通道。

2.2.5傳輸線的合理布局

強電饋線必須單獨走線，不能與信號線混扎在一起；強信號與弱信號線應盡量分開走向，有條件的場合，應努力使二者正交；強弱信號平行走線時，線間距離應為干擾線內徑的40倍以上。

2.3空間干擾的抑制

防止空間干擾的主要方法是屏蔽和接地，要做到良好屏蔽和正確接地，必須注意以下問題：

（1）消除靜電干擾最簡單的方法是把感應體接地，接地時要防止形成接地環路。

（2）為了防止電磁場干擾，可采用帶屏蔽層的信號線（絞線型最佳），并將屏蔽層單端接地。

（3）不要把導線的屏蔽層當作信號線或共用線來使用。

（4）在布線方面，不要在電源電路和檢測、控制電路之間使用共用線，也不要在模擬電路和數字脈沖電路之間使用共用線，以免互相串擾。

3.軟件抗干擾措施

各種形式的干擾最終會反映在系統的微機模塊中，導致數據采集誤差、控制狀態失靈、存儲數據竄改以及程序運行失常等后果，雖然在系統硬件上采取了上述各種抗干擾措施，但由于干擾存在的隨機性，尤其在一些較惡劣的外部工作環境下，并不能保證萬無一失，必須采用各種軟件抗干擾措施，軟硬兼施，提高整個系統工作的可靠性。

3.1抑制工頻干擾

工頻干擾侵入微機系統的前向通道后，往往會將干擾信號迭加在被測信號上，特別當傳感器模擬量輸出是小電壓信號時，這種串聯迭加會使被測信號淹沒。要消除這種串聯干擾，可使采樣周期等于電網工頻周期的整數倍，使工頻干擾信號在采樣周期內自相抵消。

3.2數字濾波

軟件采取的抗干擾措施就是把采集到計算機中的采樣信號，采用數字濾波的方法，消除和削弱干擾信號。數字濾波有許多優點，能夠完成模擬濾波器難以實現的某些功能，不需要其他任何設備，只要在程序進入數據處理和控制算法之前附加一段數字濾波軟件即可。

4.結語

機電一體化系統在當今的社會生產中已經得到了十分廣泛的應用，但是其在使用的過程中會受到很多因素的干擾，在這樣的情況下，系統自身的功能就無法得到很好的發揮，所以在工作中，必須要對產生干擾的因素予以全方位的分析，準確的掌握干擾源，這樣才能在工作中采取更加科學和有效的措施對其進行改進和完善，同時還要充分的考慮到系統運行的實際情況，這樣也保證了工業生產的實際效果。 [科]

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