对工业现场中机电一体化系统抗干扰措施的分析

磨安刚 刘美剑

【摘 要】在当今的社会发展中，机械制造行业发展十分迅速，机电一体化在机械制造的过程中应用越来越广泛，在这样的情况下，人们对机械制造行业也提出了更高的要求。但是机电一体化会受到很多因素的影响，这样就使得机电一体化完全无法发挥自身的积极作用，从而也使得生产无法得以顺利的进行，本文主要分析了工业现场中机电一体化系统抗干扰措施，以供参考和借鉴。

【关键词】机电一体化；系统；抗干扰；措施；分析

机电一体化通常就是指把现代电子技术和传统的机械生产和制造技术充分的结合在一起，应用到现实的生产过程中，这样就可以充分的体现出各自的优勢，从而也实现了良好的应用效果。在当前的社会发展中，各个行业都有了极大的发展，所以机电一体化受到的干扰也越来越多，在这样的情况下就必须要采取有效的措施，减少一些因素对机电一体化系统运行的负面影响，确保其能够保持在正常的运行状态当中。

1.机电一体化系统受到干扰的影响因素

1.1供电时受到干扰

在工业生产和建设的过程中，大功率设备的数量越来越多，如果设备频繁的启动和停止就会使得电网受到很大的影响，这样就无法保证电网一直处在良好的状态当中，而当前我国电网主要的是220V的高内阻电网，所以在设备运行和启停的过程中非常容易受到干扰信号的污染，在这样的情况下即便技术人员已经在系统的内部设置了相应的稳压措施，但是还是会对系统的运行状态构成不利的影响，所以在一体化系统的设计工作中，一定要对供电干扰予以高度的重视。

1.2过程通道干扰

通常我们所说的过程通道干扰实际上就是指因为传输的线路太长而产生的一系列干扰现象。在系统正常运行的过程中，如果产生了比较明显的通道干扰，系统当中的接电设备或者是其他与之相关的系统都会受到非常大的影响，同时其他设备在运行的过程中也会受到十分严重的干扰，这样也就使得机电一体化系统无法得以正常的运行。通过详细的分析和研究发现，这样的干扰通常会让信号采集的过程中产生失真的现象，从而也严重的影响到了信号的真实性和可靠性，从而使得生产效果无法达到相关的标准和要求。

1.3场干扰

机电一体化系统运行和工作的过程中，如果周围的环境存在着比较多的磁场或者是电场就会对系统的运行质量构成非常不利的影响，同时系统中的电平也会发生一定的改变，最终也会对生产质量和生产效率的提升起到负面的作用。

2.硬件抗干扰措施

2.1抗电源干扰的措施

2.1.1通过watchdog来提升机电一体化系统对电源的抗干扰能力

在当代社会的发展中，机电一体化系统当中一般都会采用watchdog来对机电一体化系统进行有效的处理，这是一种当今十分流行的监视计时器。在正常的工作当中，它可以使得机电一体化设备在更小的程度上承受电源带来的不良影响，同时它可以实现独立工作，保证信号本身的准确程度，同时也会在这一过程中保证系统的正常运行，从而使其达到一个比较理想的运行状态。

2.1.2通过编制配电方案的方面对抗电源干扰进行一定的处理

想要更好的抵制电源对系统的不良影响，在实际的工作中就一定要从配电方案方面入手，首先设计人员应该根据系统运行过程中的具体情况对其进行处理。之后还要选择一个更加科学和合理的设备，只有设备更加的科学合理，才能更好的保证系统运行的质量和可靠性。举例来说，我们可以通过设置交流稳压器或者是直流稳压器的方式对电源设备进行有效的保护，这些设备在运行的过程中可以很好的防止系统在运行的过程中受到不良的影响。

2.2过程通道抗干扰措施

2.2.1光电距离的长度浮置措施

在系统运行的过程中，利用光电耦合器就可以在长线传输的过程中将模块之间的两个光电耦合器件连接起来，这种设置的方式一方面可以有效的使其功能模块之间的电流流到公共地线的时候所产生的噪音相互干扰，同时还能有效的减少长线驱动以及阻抗的问题。

2.2.2双绞线传输措施

在长线传输中，双绞线是较常用的一种传输线，与同轴电缆相比，虽然频带较窄，但阻抗高，降低了共模干扰。由于双绞线构成的各个环路，改变了线间电磁感应的方向，使其相互抵消，因而对电磁场的干扰有一定的抑制效果。

2.2.3长线传输的阻抗匹配

长线传输时，若收发两端的阻抗不匹配，则会产生信号反射，使信号失真，其危害程度与传输的频率及传输线长度有关。因此，必须对传输线进行阻抗匹配。

2.2.4长线的电流传输

长线传输时，用电流传输代替电压传输，可获得较好的抗干扰能力。传感器直接输出0～10mA电流在长线上传输，在接收端可并上1kΩ的精密金属膜电阻，将此电流转换为0～5V（或0～10V）的电压，然后送入A/D转换通道。

2.2.5传输线的合理布局

强电馈线必须单独走线，不能与信号线混扎在一起；强信号与弱信号线应尽量分开走向，有条件的场合，应努力使二者正交；强弱信号平行走线时，线间距离应为干扰线内径的40倍以上。

2.3空间干扰的抑制

防止空间干扰的主要方法是屏蔽和接地，要做到良好屏蔽和正确接地，必须注意以下问题：

（1）消除静电干扰最简单的方法是把感应体接地，接地时要防止形成接地环路。

（2）为了防止电磁场干扰，可采用带屏蔽层的信号线（绞线型最佳），并将屏蔽层单端接地。

（3）不要把导线的屏蔽层当作信号线或共用线来使用。

（4）在布线方面，不要在电源电路和检测、控制电路之间使用共用线，也不要在模拟电路和数字脉冲电路之间使用共用线，以免互相串扰。

3.软件抗干扰措施

各种形式的干扰最终会反映在系统的微机模块中，导致数据采集误差、控制状态失灵、存储数据窜改以及程序运行失常等后果，虽然在系统硬件上采取了上述各种抗干扰措施，但由于干扰存在的随机性，尤其在一些较恶劣的外部工作环境下，并不能保证万无一失，必须采用各种软件抗干扰措施，软硬兼施，提高整个系统工作的可靠性。

3.1抑制工频干扰

工频干扰侵入微机系统的前向通道后，往往会将干扰信号迭加在被测信号上，特别当传感器模拟量输出是小电压信号时，这种串联迭加会使被测信号淹没。要消除这种串联干扰，可使采样周期等于电网工频周期的整数倍，使工频干扰信号在采样周期内自相抵消。

3.2数字滤波

软件采取的抗干扰措施就是把采集到计算机中的采样信号，采用数字滤波的方法，消除和削弱干扰信号。数字滤波有许多优点，能够完成模拟滤波器难以实现的某些功能，不需要其他任何设备，只要在程序进入数据处理和控制算法之前附加一段数字滤波软件即可。

4.结语

机电一体化系统在当今的社会生产中已经得到了十分广泛的应用，但是其在使用的过程中会受到很多因素的干扰，在这样的情况下，系统自身的功能就无法得到很好的发挥，所以在工作中，必须要对产生干扰的因素予以全方位的分析，准确的掌握干扰源，这样才能在工作中采取更加科学和有效的措施对其进行改进和完善，同时还要充分的考虑到系统运行的实际情况，这样也保证了工业生产的实际效果。 [科]

【参考文献】

[1]林雁.机电一体化系统的抗干扰技术探析[J].民营科技，2010（03）.

[2]闫华，汪木兰，朱思洪.机电一体化系统设计，课程教学改革的实践[J].中国科技信息，2008（15）.

[3]祁志生，朱春梅，李启光.机电一体化系统技术，课程教学的若干探讨[J].中国电力教育，2008（13）.

[4]艾厚石，丁学政，韩光伟.对机电一体化系统抗干扰应采取的措施[J].黑龙江科技信息，2008（09）.