淺析電子自動化裝置的干擾與抑制技術

天地（常州）自動化股份有限公司 康安輝

0 前言

隨著現代工業的飛速發展，電子自動化技術也隨之迅速成長，先進的電子自動化裝置為了更好的利用在工業范圍內，在類型上和使用功能上都產生了巨大變化。但是由于此裝置極易被工業現場的各種電磁信號所干擾和影響，而產生誤動作。而通過深入分析裝置的干擾因素和抑制方法可以為裝置的正常運行提供科學依據。

1 電子自動化裝置的干擾因素

由于工業環境下的電磁信號較為普遍，頻率也各不相同，各種干擾因素也互為獨立。但是電子自動化裝置在接收信號時，極易被這些原因所影響，導致裝置運轉異常。干擾因素通常有以下幾種：

1.1 靜電干擾因素

電子自動化裝置在工作時，所產生的電場和裝置內的電容耦合而對裝置造成的一種電磁現象，即靜電干擾。一些設施由于在運行中出現交變電磁等信號，導致對裝置形成限度不等的靜電干擾，例如電磁鐵、電動機、變壓器、交流接觸器、動力線路等。

1.2 磁場耦合干擾因素

伴隨電流強度的改變，大電流動力線路附近的電場會產生較強的信號，從而使周圍其他的線路也受到干擾。如果將裝置設置在大電流動力線路附近，則裝置所產生的電磁波會被強電流磁場所干擾，從而嚴重影響裝置的正常工作。

1.3 共模干擾因素

裝置接口通常情況下會利用差分的形式去完成信號傳輸，但是由于電子自動化裝置收發器的供模電壓受到范圍制約，即如果供模電壓超過相應標準，會對裝置造成嚴重干擾，從而影響裝置的正常運行，甚至會對裝置的零部件和接口造成損壞。

1.4 共阻抗干擾因素

電子回路的公共導線上通常裝有電阻和電感應等，當任意回路電流通過公共導線時，都會使公共導線上產生電壓下降的現象，此現象與其他線路會發生共阻抗干擾。一般這種干擾原因是由干擾與被干擾電路間的長短及截面所決定，也就是說截面窄且長的線路易受到共阻抗干擾的作用影響。

1.5 漏電耦合干擾因素

電子自動化裝置的內外不應當在電氣接觸的局部之間產生漏電情形。漏電現象通常是由于裝置外部的溫度和濕度降低了電氣絕緣性能，也就是說當高濕度時，電子自動化裝置內的零件會出現水氣，而這些水分會使裝置內部緣性能下降，從而引起漏電，形成漏電耦合干擾。

1.6 電網干擾

裝置工作的動力能源一般是電網供應，但用電設備會影響交流電變換，導致電網內也出現干擾信號，此時電網內的低頻信號經過電子自動化裝置內的變壓器的工作后信號變為次級，同時高頻次干擾信號也由于電容器的耦合的關系變為次級信號，使得裝置被電網干擾所影響。

2 電子自動化裝置的干擾抑制技術

干擾抑制應當從干擾源頭進行把控，一旦出現干擾因素時，應當及時加以控制，并結合不同的干擾因素采取對應的抑制手段，消滅干擾原因對電子自動化裝置產生的各類影響，保證裝置的正常工作。結合上述干擾因素的探討提出以下控制措施：

2.1 靜電抗干擾抑制措施

靜電抗干擾一般采取靜屏蔽靜電的方式來進行消除干擾信號。當靜電處于平衡點時，可知導電體的點電部位一致，這時可以采用接地的方法去阻斷電纜，從而對靜電干擾進行屏蔽。另外還可以對裝置實施接地等方法，對裝置本身進行屏蔽也可以使裝置靜電抗干擾。由于靜電干擾源頭較為復雜導致屏蔽難度大，所以通常情況下會采取對裝置實施屏蔽的方式。

2.2 磁場耦合干擾抑制措施

磁場耦合干擾屬于近場干擾，對范圍內的裝置造成的不良影響較廣。因此，可以采取對干擾物的周圍或者在電子裝置自身外設立高導磁屏蔽物，控制磁場干擾的范圍，使之無法進入裝置內部，阻止干擾物的傳播途徑。但是當信號傳播距離較遠時，應當采取其他措施。如當磁場對裝置的信號線產生干擾時，應當將信號線改為雙絞線，因為雙絞線內存在的感生電流能對抗干擾源頭，從而達到抑制的作用。

2.3 電磁輻射干擾抑制措施

電磁輻射干擾的主要原因是高頻率的電磁場對裝置產生的干擾，而低頻率電磁場對裝置干擾較小。對此因素應當采取鋁或銅等電阻低的金屬原料設置屏蔽層，達到抗干擾效果。結合靜電的抑制方法，如將該金屬屏蔽層和地面進行對接，既能防止電磁輻射干擾，還能抑制靜電的干擾。

2.4 共阻抗干擾抑制措施

共阻類抗干擾的抑制一般采取擴大電源功率的措施，使線路內的電阻降低。另外將模擬和數字電路分別進行設置，并對接到相對應的接口，可以有效抑制共阻抗干擾的影響。另外擴大電源橫截面和減少線路長度，電力供應充足，公用地線也同樣保持較大截面，也會控制共阻抗干擾造成的影響。

2.5 漏電耦合干擾抑制措施

通過分析可知，漏電耦合是由于絕緣電阻受到水氣等影響導致電阻值下降。因此應當定期對電子自動化裝置內部和周圍進行檢查和維護，保證信號線路和電路周圍沒有雜物，使裝置在干燥的環境下運行。另外，條件允許的情況下，在進行裝置設計開始時，考慮將大電流、高電壓的與小電流的信號線盡量分開保證距離，另外還可以采用屏蔽的手段抑制漏電耦合干擾給電子自動化裝置帶來的不良作用。

2.6 電網干擾抑制措施

電網干擾抑制時，為避免電網中浪涌過壓可以采取壓敏電阻進行吸收，還可以采用瞬變電壓抑制器，其反向作用時可以和壓敏電阻達到同樣效果。如當裝置受到雷擊時，線路上出現的瞬時高壓會通過順便電壓抑制器瞬間使導通值降低，并通過大電流，保持電壓穩定，因此此抑制器對浪涌電壓和瞬間尖峰具有較強的抑制效果。

3 結束語

電子自動化裝置在運作期間經常被各種因素所干擾和影響，如靜電、磁場耦合、漏電耦合、共阻抗干擾和電網等因素。為了避免這些干擾影響裝置的正常運行，可以根據各個干擾因素的特點進行針對性的切斷或者屏蔽，并在實際操作中根據不同情況可以對各類抑制措施進行組合使用，以達到最佳效果，確保有用信號的正常傳輸，避免其他信號對裝置產生不良作用，保證裝置的正常、穩定、高效運行。

[1]張榮軍.工業電子自動化控制裝置的常見干擾及應對措施[J].無線互聯科技,2012(11):194-194.

[2]楊聰會.電子自動化控制裝置的常見干擾因素及抗干擾措施探究[J].中國科技博覽,2015(9):345-345.

[3]康世斌,高翊.電子自動化控制裝置的常見干擾因素及抗干擾對策探討[J].數字技術與應用,2015(2):223-224.