電子自動化裝置的干擾與抑制技術探析

王　璐（遼寧建筑職業學院，遼寧　遼陽　111000）

電子自動化裝置的干擾與抑制技術探析

王璐
（遼寧建筑職業學院，遼寧遼陽111000）

主要研究自動化裝置干擾與抑制技術，介紹了電子自動化裝置運行過程中存在的主要干擾類型，并對相應的抑制技術進行了討論。

電子自動化裝置；干擾；抑制

0　引言

自動化控制技術與信息技術在工業生產中的應用更加廣泛，無人值守生產線成為可能，極大地提高了系統運行的自動化與智能化水平，減少了工業生產的勞動力投入，降低了系統故障率。但是電子自動化裝置的應用也帶來了一些弊端，因為電子自動化裝置對電磁干擾比較敏感，所以容易因為干擾問題出現誤動作，為了提高系統運行的可靠性，有必要深入研究電子自動化裝置的干擾形式和抑制技術。

1　電子自動化裝置干擾類型

電子自動化裝置往往工作在比較復雜的現場環境下，面臨著靜電干擾、磁場耦合、共模干擾、共阻抗干擾以及漏電和電網污染等多種形式的干擾，需要采取綜合措施抑制干擾。

1.1靜電干擾/磁場耦合

靜電干擾是電子自動化裝置自動運行過程中，因為其產生的電場和裝置中的電容耦合而對電子自動裝置造成的電磁干擾。電動機、動力線路、變壓器、電磁鐵、交流接觸器等設備都會對電子自動化裝置產生不同程度的干擾，因為這些設備在運行過程中會產生交變電磁等干擾信號。例如大電流動力線路周圍的電場，隨著電流強度的變化而出現很強的波動信號，給周邊其他線路會造成嚴重的干擾。強電流線路會在電流四周形成很強的磁場［1］。如果電子設備在強電路磁場周圍，電子設備運行產生的電磁波將會受到強電流磁場影響，出現耦合干擾，甚至會產生電弧和電火花，嚴重干擾電子自動裝置的正常運行。

1.2共模干擾/共阻抗干擾因素

電子自動化裝置往往采用差分信號傳輸方式，但是裝置信號收發器共模電壓有一定的范圍，如果線路中共模電壓超過了工作范圍，就會給電子自動化裝置帶來干擾。共模干擾往往會產生很強的干擾信號，影響電子自動化裝置正常的數據通信，甚至有可能造成通信接口等電子自動化裝置零部件損壞。除此之外，各種有觸點的電氣開關產生的電火花、電弧等都會產生很強的電磁波，同樣也會給電子自動化裝置造成很嚴重的信號干擾。電子自動化裝置內的電阻和電感等元器件多安裝在電子回路之間的公共導線上，任意一個回路電流經過了電路之間的公共導線，都會使公共導線上出現壓降，這個壓降耦合和其他電子回路之間就會產生共阻抗干擾。共阻抗干擾會導致電路狀態出現瞬變，高頻電路也會受到比較嚴重的干擾。

1.3漏電耦合/電網污染

如果控制裝置內部、內部和外部之間不應該存在電氣聯系的位置電氣絕緣性能下降，設備內部、設備之間就有可能出現漏電現象，最終出現漏電耦合干擾。尤其是在空氣潮濕的環境下，電子自動化裝置內部元器件運行過程中可能會結露水，元器件之間絕緣性能下降，更容易出現耦合干擾，導致電子自動裝置誤動作。除了漏電干擾，電網污染也是干擾來源之一。電子自動化裝置運行過程中容易受到電網信號的干擾。例如大型感性負載關閉瞬間產生的浪涌過壓疊加在電網電壓上，會導致用電設備在啟動瞬間電壓降落，大功率可控硅導通瞬間會導致電網電壓波形畸變加劇，被電網吸收的高頻干擾信號也將對電自動化裝置產生干擾，多級變壓器寄生電容耦合到電子自動化裝置供電線路，這些干擾信號都會給電子自動化裝置的運行可靠性帶來不利的影響［2］。

2　電子自動化裝置干擾抑制技術

介紹了靜電屏蔽、電磁屏蔽、共阻抗干擾抑制等干擾抑制技術。

2.1靜電屏蔽技術

靜電屏蔽技術主要針對靜電干擾，通過增強絕緣和靜電屏蔽措施，消除、減弱干擾信號。靜電平衡狀態下，導體內部等電位，沒有電勢差，根據靜電干擾原因與干擾途徑和金屬導體特性，科學的接地就能夠很大程度上消除靜電干擾。除了接地，屏蔽處理也是常見的靜電干擾屏蔽措施，將電子自動裝置的屏蔽體接地，能夠有效消除靜電干擾。對于信號線，金屬屏蔽線是最為常見的靜電干擾抑制措施。

2.2電磁屏蔽技術

磁屏蔽干擾抑制技術主要用于抑制磁場耦合干擾［3］。很多電子自動化裝置都不可避免的運行在強磁場環境下，很多現場設備以及動力線路都會產生很強的磁場，近場干擾、磁場耦合都會對附近的電子自動化裝置產生嚴重干擾。為了抑制磁耦合干擾，可以使用高導磁材料制作磁屏蔽體，將電子自動化裝置放置在磁屏蔽體內，屏蔽磁信號。磁屏蔽不僅僅針對電子自動化裝置，也可以用于干擾源，對強磁干擾源進行屏蔽處理，能夠隔斷干擾源向外磁輻射，營造一個弱磁環境，保護電子自動化裝置。交變電磁場頻率變化將導致電磁輻射變化，頻率越高，產生的電磁輻射強度越大，所以電磁輻射干擾主要來自高頻電磁場。電磁屏蔽的基本原理是使用銅、鋁等低電阻率金屬制作屏蔽層，電磁波穿過金屬將在金屬內產生渦流，削弱電磁場的作用，保護內部的電子自動化裝置［4］。電磁屏蔽同樣可以用于被保護裝置或者干擾源，保護效果較好。

2.3共阻抗干擾抑制

共阻抗干擾是一種普遍存在的干擾形式，所有的電子回路的公共電路上都會產生共阻抗干擾。共阻抗干擾最主要以電源共阻抗干擾、公共線路共阻抗干擾為主。為了抑制共阻抗干擾，需要應用高質量電燎，加大電源功率容限并且降低電源內阻。模擬電路與數字電路之間的電源線和地線應該相互分開，分別接在專用電源線上，電源線與地線應該盡量選擇長度短的大截面線路，減少公共電源線與回路共阻抗干擾。為了抑制強電設備干擾，要求電子自動化裝置工作地和安全地接地電阻盡量小。

3　結語

電子自動化裝置干擾主要來自電場、磁場和電磁波脈沖信號，抑制信號干擾主要從隔離和濾波兩方面入手，通過對電子自動化裝置或者干擾源的隔離來抑制干擾，除此之外，還可以應用相應的技術手段，對通信信號進行濾波篩選，在干擾抑制實際工作中，需要根據實際情況選擇合適的抑制技術，保證抑制效果，提高電子自動化裝置的運行可靠性。

［1］劉勇.電子自動化裝置的干擾與抑制技術探究［J］.電子測試，2013（20）.

［2］張東，黃華.電子自動化控制裝置的常見干擾因素及抗干擾對策［J］.吉林工程技術師范學院學報，2014（12）.

［3］姬翔.電子自動化控制中的干擾因素及改善分析［J］.科技傳播，2014（24）.

［4］李驕龍.電子自動化控制中的干擾因素及改善分析［J］.化工管理，2015（15）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.142

王璐（1982-），女，遼寧本溪人，碩士，講師，研究方向：控制理論。