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计算机控制系统运行过程干扰的来源

2015-4-11 08:06| 发布者: admin| 查看: 1970| 评论: 0

摘要:   计算机控制系统运行过程中受到的干扰,主要以下面几种形式出现:  1. 从系统电源和电源引线(包括地线)侵入的干扰  由于工业现场运行的大功率设备众多,尤其是大功率移相控制设备的运行、大感性负载的启停 ...
  计算机控制系统运行过程中受到的干扰,主要以下面几种形式出现:
  1. 从系统电源和电源引线(包括地线)侵入的干扰
  由于工业现场运行的大功率设备众多,尤其是大功率移相控制设备的运行、大感性负载的启停会造成严重的电网污染,使电网电压出现浪涌现象,浪涌电压幅值可达50~4000V;工业电网的欠压或过压常常达到额定电压的±15%以上;当电源引线较长时,由于传输过程发生的电压降、雷电和电火花等空间电磁干扰等,均会形成噪声而影响系统的工作。
  2. 从系统的信号输入/输出传输通道引入的干扰
  在计算机控制系统中,为了实现数据采集或实时控制的目的,开关量和模拟量的输入/输出是不可缺少的。在工业现场中,这些输入/输出的信号线和控制线可多达几十条甚至上千条,其长度往往达几十米或几千米,从而不可避免地将干扰引入计算机基本系统。
  信号通道的干扰表现为:当有大的电气设备漏电、接地系统不完善或测量部件绝缘不好时,会使通道中直接串入很高的共模电压或差模电压;如果各通道的传输线处于同一根电缆中或捆扎在一起,各路信号之间会通过电磁感应而产生相互干扰,尤其当信号线和电源线(如220V交流电源线)、功率设备驱动电缆等强信号线同套于一根长达几百米的管中时干扰更为严重,其表现形式仍为在通道中形成共模或差模电压,轻者会使测量或输出的信号发生误差,重则会使有用信号完全淹没(干扰电压会达几十伏以上),使系统无法工作;多路信号一般是通过多路开关和采样保持器送入计算机,如果多路开关和采样保持器的性能不好,会出现相邻信号通道的串扰而使信号失真。另外,当信号输入通道与本系统或其他系统存在公共地线时,由于接地不合理也会引入噪声。
  3. 空间电磁干扰
  来自周围空间的电磁干扰,如太阳及其他天体辐射的电磁波、广播电台或通讯发射台发出的电磁波、周围的电气设备(发射机、中频炉、可控硅逆变电源等)发出的电场或磁场干扰、气象条件变化、空中雷电,甚至地磁场的变化也会在系统的电源、信号通道及系统中的电子器件上引起干扰,从而使系统不能正常工作。
  4. 静电噪声
  由于摩擦产生的静电,其能量很小,但是电压可达数万伏。据1974年IEEE可靠性物理讨论会提供的资料表明,在毛毯上行走的人带电最高可达39kV,在工作台旁工作的人带电也可达3kV。带有高压静电的人接触计算机控制系统设备时,人体上的电荷向系统放电,急剧的放电电流造成噪声,影响系统正常工作,甚至会损坏某些电子元器件
  5. 其他环境因素的影响
  工业环境的温度、湿度、粉尘、腐蚀性气体、油污、盐渍及其他损害(包括虫蛀、鼠咬等),均可能使系统元器件的参数、性能发生变化,甚至使其损坏,从而影响系统的可靠性。
  综上所述,运行于工业现场的计算机控制系统,其运行条件是相当恶劣的,会受到各种干扰的影响。为提高系统的运行可靠性,必须采取抗干扰措施来解决其对环境的适应性。具体实施时应针对不同的干扰来源和类型,采用不同的抗干扰措施。

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