电子自动化装置的干扰与抑制技术探析

王　璐（辽宁建筑职业学院，辽宁　辽阳　111000）

电子自动化装置的干扰与抑制技术探析

王璐
（辽宁建筑职业学院，辽宁辽阳111000）

主要研究自动化装置干扰与抑制技术，介绍了电子自动化装置运行过程中存在的主要干扰类型，并对相应的抑制技术进行了讨论。

电子自动化装置；干扰；抑制

0　引言

自动化控制技术与信息技术在工业生产中的应用更加广泛，无人值守生产线成为可能，极大地提高了系统运行的自动化与智能化水平，减少了工业生产的劳动力投入，降低了系统故障率。但是电子自动化装置的应用也带来了一些弊端，因为电子自动化装置对电磁干扰比较敏感，所以容易因为干扰问题出现误动作，为了提高系统运行的可靠性，有必要深入研究电子自动化装置的干扰形式和抑制技术。

1　电子自动化装置干扰类型

电子自动化装置往往工作在比较复杂的现场环境下，面临着静电干扰、磁场耦合、共模干扰、共阻抗干扰以及漏电和电网污染等多种形式的干扰，需要采取综合措施抑制干扰。

1.1静电干扰/磁场耦合

静电干扰是电子自动化装置自动运行过程中，因为其产生的电场和装置中的电容耦合而对电子自动装置造成的电磁干扰。电动机、动力线路、变压器、电磁铁、交流接触器等设备都会对电子自动化装置产生不同程度的干扰，因为这些设备在运行过程中会产生交变电磁等干扰信号。例如大电流动力线路周围的电场，随着电流强度的变化而出现很强的波动信号，给周边其他线路会造成严重的干扰。强电流线路会在电流四周形成很强的磁场［1］。如果电子设备在强电路磁场周围，电子设备运行产生的电磁波将会受到强电流磁场影响，出现耦合干扰，甚至会产生电弧和电火花，严重干扰电子自动装置的正常运行。

1.2共模干扰/共阻抗干扰因素

电子自动化装置往往采用差分信号传输方式，但是装置信号收发器共模电压有一定的范围，如果线路中共模电压超过了工作范围，就会给电子自动化装置带来干扰。共模干扰往往会产生很强的干扰信号，影响电子自动化装置正常的数据通信，甚至有可能造成通信接口等电子自动化装置零部件损坏。除此之外，各种有触点的电气开关产生的电火花、电弧等都会产生很强的电磁波，同样也会给电子自动化装置造成很严重的信号干扰。电子自动化装置内的电阻和电感等元器件多安装在电子回路之间的公共导线上，任意一个回路电流经过了电路之间的公共导线，都会使公共导线上出现压降，这个压降耦合和其他电子回路之间就会产生共阻抗干扰。共阻抗干扰会导致电路状态出现瞬变，高频电路也会受到比较严重的干扰。

1.3漏电耦合/电网污染

如果控制装置内部、内部和外部之间不应该存在电气联系的位置电气绝缘性能下降，设备内部、设备之间就有可能出现漏电现象，最终出现漏电耦合干扰。尤其是在空气潮湿的环境下，电子自动化装置内部元器件运行过程中可能会结露水，元器件之间绝缘性能下降，更容易出现耦合干扰，导致电子自动装置误动作。除了漏电干扰，电网污染也是干扰来源之一。电子自动化装置运行过程中容易受到电网信号的干扰。例如大型感性负载关闭瞬间产生的浪涌过压叠加在电网电压上，会导致用电设备在启动瞬间电压降落，大功率可控硅导通瞬间会导致电网电压波形畸变加剧，被电网吸收的高频干扰信号也将对电自动化装置产生干扰，多级变压器寄生电容耦合到电子自动化装置供电线路，这些干扰信号都会给电子自动化装置的运行可靠性带来不利的影响［2］。

2　电子自动化装置干扰抑制技术

介绍了静电屏蔽、电磁屏蔽、共阻抗干扰抑制等干扰抑制技术。

2.1静电屏蔽技术

静电屏蔽技术主要针对静电干扰，通过增强绝缘和静电屏蔽措施，消除、减弱干扰信号。静电平衡状态下，导体内部等电位，没有电势差，根据静电干扰原因与干扰途径和金属导体特性，科学的接地就能够很大程度上消除静电干扰。除了接地，屏蔽处理也是常见的静电干扰屏蔽措施，将电子自动装置的屏蔽体接地，能够有效消除静电干扰。对于信号线，金属屏蔽线是最为常见的静电干扰抑制措施。

2.2电磁屏蔽技术

磁屏蔽干扰抑制技术主要用于抑制磁场耦合干扰［3］。很多电子自动化装置都不可避免的运行在强磁场环境下，很多现场设备以及动力线路都会产生很强的磁场，近场干扰、磁场耦合都会对附近的电子自动化装置产生严重干扰。为了抑制磁耦合干扰，可以使用高导磁材料制作磁屏蔽体，将电子自动化装置放置在磁屏蔽体内，屏蔽磁信号。磁屏蔽不仅仅针对电子自动化装置，也可以用于干扰源，对强磁干扰源进行屏蔽处理，能够隔断干扰源向外磁辐射，营造一个弱磁环境，保护电子自动化装置。交变电磁场频率变化将导致电磁辐射变化，频率越高，产生的电磁辐射强度越大，所以电磁辐射干扰主要来自高频电磁场。电磁屏蔽的基本原理是使用铜、铝等低电阻率金属制作屏蔽层，电磁波穿过金属将在金属内产生涡流，削弱电磁场的作用，保护内部的电子自动化装置［4］。电磁屏蔽同样可以用于被保护装置或者干扰源，保护效果较好。

2.3共阻抗干扰抑制

共阻抗干扰是一种普遍存在的干扰形式，所有的电子回路的公共电路上都会产生共阻抗干扰。共阻抗干扰最主要以电源共阻抗干扰、公共线路共阻抗干扰为主。为了抑制共阻抗干扰，需要应用高质量电燎，加大电源功率容限并且降低电源内阻。模拟电路与数字电路之间的电源线和地线应该相互分开，分别接在专用电源线上，电源线与地线应该尽量选择长度短的大截面线路，减少公共电源线与回路共阻抗干扰。为了抑制强电设备干扰，要求电子自动化装置工作地和安全地接地电阻尽量小。

3　结语

电子自动化装置干扰主要来自电场、磁场和电磁波脉冲信号，抑制信号干扰主要从隔离和滤波两方面入手，通过对电子自动化装置或者干扰源的隔离来抑制干扰，除此之外，还可以应用相应的技术手段，对通信信号进行滤波筛选，在干扰抑制实际工作中，需要根据实际情况选择合适的抑制技术，保证抑制效果，提高电子自动化装置的运行可靠性。

［1］刘勇.电子自动化装置的干扰与抑制技术探究［J］.电子测试，2013（20）.

［2］张东，黄华.电子自动化控制装置的常见干扰因素及抗干扰对策［J］.吉林工程技术师范学院学报，2014（12）.

［3］姬翔.电子自动化控制中的干扰因素及改善分析［J］.科技传播，2014（24）.

［4］李骄龙.电子自动化控制中的干扰因素及改善分析［J］.化工管理，2015（15）.

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

王璐（1982-），女，辽宁本溪人，硕士，讲师，研究方向：控制理论。