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文档之家› 《材料成型设备控制基础》第五章2 材料成型设备计算机控制系统抗干扰技术
《材料成型设备控制基础》第五章2 材料成型设备计算机控制系统抗干扰技术
路地瞬时不等位。防治方法主要有:对叠加在信号上的噪声和突 变性干扰采取滤波措施;对已知性质及规律性的缓变性干扰,则 采用软件处理已剔除干扰还原信号;对信号线采取屏蔽措施,以 减小耦合感应;采取抑制电位突变措施包括对信号线地与连接处 电路之间采取抑制器;局部电路地与电源地之间不等位,可采取 在局部电路地与电源之间加去耦电容,布局时减小局部电路地与 电源地之间的R和L等措施。
(1)高频串扰 这类干扰主要是由于大容量的接触器工作时产生并通 过网路馈电线传导和辐射。在网路上这种干扰的蜂值可以达到千伏级, 频率达几十甚至几百千赫
(2)电压跌落 在我国大容量电焊机集中的地方,如点焊车间等,焊机 工作是争峰值的现象较为严重。
(3)浪涌及波形畸变 大功率的晶闸管在非零触发时往往形波形畸变, 此外,在网路上还有可能产生持续时间在微秒级的尖峰浪涌。上述这 些干扰出现后,往往伴随着网路馈线与大地或机箱的电位突变,这些 干扰通过电源通道进入系统,导致计算机系统工作混乱。
5.3材料成型设备计算机控制系统 硬件抗干扰技术
5.3.1 接地技术 5.3.2 屏蔽技术 5.3.3硬件“看门狗”技术 5.3.4 电源的抗干扰技术 5.3.5计算机接口电路隔离技术
5.4材料成型设备计算机控制系统软 件抗干扰技术
5.4.1软件冗余技术 5.4.2软件陷阱技术 5.4.3软件“看门狗”技术 5.4.4无扰动重恢复技术 5.4.5数字滤波 5.4.6其它软件抗干扰技术 5.5计算机控制交流TIG焊系统抗 干扰设计举例
系统单独屏蔽,并合理配置系统内各单元的位置,同
时在各连接处设置隔离,无法隔离的,要设置滤波。
4.从信号传输线传入的干扰
这种干扰来自两个方面: (1)信号源对干扰的耦合或信号源的燥声 (2)传输线上的耦合感应
这类干扰的性质主要是电压性的。它是通过以下的方式对系统发生 作用的。
1)由于干扰与信号的迭加造成信号失真。 2)信号地与电源地瞬时突变,使其与之信号线地相联接的局部电
5.5.1设计抗干扰电路 5.5.2抑制干扰源 5.5.3削弱耦合通道 5.5.4采用屏蔽双绞线 5.5.5合理布线
目录
第五章、材料成型设备计算机控制系统抗干扰 技术
本章首先根据材料成型设备计算机控制 系统干扰的特点,对干扰进行分类,并对干 扰途径加以介绍,由此详细阐述材料成型设 备计算机控制系统软、硬件抗干扰技术,最 后通过计算机控制交流TIG焊系统抗干扰设计 实例阐述计算机控制系统干扰技术如何在材 料成型设备自动控制系统设计中应用。
3.系统自身内部的干扰
在系统内部往往强电与弱电共存,各种执行元件
如继电器,晶闸管,高压采集电路与弱电线路,数字
系统在同一空间并存,使系统自身内部的干扰较为严
重。此类干扰主要通过系统内部各单元之间的连线和
与高压强电邻近的弱信号电路或数字电路耦合两种方
式产生危害。对于这类干扰除前述的缩小空间和减小
耦合空间的方法外,要在可能的情况下尽量对各单元
5.其他类型的干扰
按照使微控系统脱离既定逻辑与模式和随机性这 两个要点,这里把由意外冲击和振动造成的电路搭接 触不良,断路和意外的温度升高使电路工作脱离既定 的工作范围和因为线路连接部分选材不合理(如铜与 铝的连接)造成在潮湿空气中形成电化腐蚀而使电路 工作失效等类故障亦称做干扰,并统称为机械性干扰。 这类干扰由于涉及面较广,原因复杂,故本书不专门 介绍。综上所述,微控系统的抗干扰问题,是一个十 分复杂的问题,它涉及到微控系统的设计,制造,调 试等各个环节,必须采取全方位的措施方能予以解决。 在实际工作中应予以充分注意。
2.来自微机控制系统外的空间的干扰
这种干扰的主要途径:第一是通过系统外壳吸收、调制、耦合, 进而对内部电路产生第二次感应,第二是通过外壳的开孔和缝隙进入 系统。实践表明,在某种场合采用常规的将外壳用粗导线接地的办法 反而使干扰性能更加恶化。强烈的电磁干扰造成的电位突变使常规的 屏蔽、接地技术抗干扰大大下降。因此对它的防治必须采取新的如下 措施:就接地而言,干扰对系统的作用,是通过地线电阻R和地线分 布电感L两种方式产生的影响。对于含有高频成分的瞬变干扰,分布 电感L的作用大为明显,因此,仅按常规的用粗线接地,一点接地等 做法已经不能满足系统的抗干扰要求。对这种性质的空间干扰,最根 本的途径减小系统的空间体积,尽量减小地线走过的空间,通过隔离, 分割为小共地系统,降低由于干扰造成的不等位,以减小其分布参数 R和L。在强干扰场合下如果系统外壳接地,则干扰会使外壳成为强 烈的干扰源形成“有害屏蔽”,因此,系统外壳应浮地(即不接地, 并与其他金属体绝缘),而与系统数字地相连,形成系统数字地与外 壳等电位浮动的等位屏蔽
5.1、材料成型设备计算机控制系统干扰途径与分类
5.1.1干扰的途径 材料成型设备所处的工作环境是相当恶劣的,因而其微控系
统的干扰也是多种多样的。对于电磁干扰而言,可划分为传导, 辐射两种类型。材料成型设备由于其功率大,所以对电网的冲击 相当严重,大容量焊机的开启是网压跌落几十伏是很普通的事情; 移相晶闸管造成的网压,波形畸变和感性负荷造成的浪涌几乎是 无法避免的;材料成型的电流产生的强电磁场足以使一些金属零 件移动或飞起;大接触器通断时还伴有严重的高频电压加入网路。 因此,对材料成型现场的干扰分析如下:传播类型的干扰是指通 过金属体(分布)电感(分布)电容和变压器传播的;而辐射则 是一多种途径向外传播的;如透过设备的外壳以及外壳上的缝隙, 通过设备间的连接电缆,装配不好的联结器,生锈的零件表面, 编织屏蔽层的泄露,严格的讲甚至是一根导线本身等等。
第五章 材料成型设备计算机控制系统抗干 扰技术
5.1材料成型设备计算机控制系统 干扰途径与分类
5.1.1 干扰的途径 5.1.2 干扰的分类 5.2元器件选择原则 5.2.1 元器件筛选方案的设计原 则
5.2.2元器件选择的一般原则 5.2.3元器件的降额设计 5.2.4集成电路选用时应注意的问 题
5.1.2干扰的分类
传导干扰与辐射干扰常常是伴生的,并且在干扰吸收体上还是互 相转化的。材料成型设备所受的干扰分如下几类:
1.来自电来自电网的干扰比国外 严重。有的资料认为我国的网路干扰严重程度要超出美国等国家的4 倍以上。网路干扰主要有以下几种: