微机测控系统硬件电磁兼容性与抗干扰技术的应用研究

作者:胡俊达 刊名:电子质量 上传者:陈晓晓

【摘要】本文在分析微机测控应用系统干扰源的产生和传播途径的前提下.从其硬件系统着手,采取一系列有效的抗干扰措施来抑制系统中出现的各种干扰,介绍了在工程实践中行之有效的硬件抗干扰技术。

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1、引言近年来,由一于单片机器件制造技术的发展与进步,使得单片机器件本身的可靠性人幅度地提高,而性能不断地完善,其价格又一降再降,。几胃之价廉物美,因此单片机的应用越来越广泛。各种钊能化、自动化的电子设备、仪器仪表大多数都是采用单片机应用系统,以单片机为核心的应用系统使电了设备、仪器仪表的各种功能趋向粉能化、自动化,而其操作更加简单、直观而快捷,大大地提高了生产效率与经济效益。同样,在工业现场,大量地应用单片机应用系统组成控制单元或系统,其担负着自动检测和控制的任务。而在工业现场工作的电磁环境是比较恶劣的,因此单片机应用系统的电磁兼容性(EMC)与抗干扰性(EMI)设计是至关重要的一个问题,是保证单片机应用系统稳定地、可靠地运行的重要措施。单片机应用系统电磁兼容性与抗干扰性设计包含两方面的内容;其一是系统的硬件抗干扰技术,其二是系统的软件抗干扰技术。山工业系统计算机与单片机(或PIC)红L成的微机测控系统一般处于应用环境复杂恶劣的工业生产现场,系统在正常运行时可能会遇到系统设计时未曾预料到的干扰,它是影响系统可靠性最常见、最主要因素,其影响主要表现在2个方面:是影响软件的正常执行,使程序执行紊乱,产生“飞程序”;二是影响采集数据的精度,使系统控制不可靠,系统的抗干扰措施可以从硬件和软件两方面着手解决。本文主要讨论微机测控应用系统的硬件抗干扰技术问题。数设置和故障监测,有效地及时排除故障,进行生产过程控制决策。其结构拓扑图如图1所示。采集信号输人监测节点l采集信号输人监测节点2嘿带黔图1微机测控应用系统结构拓扑图2、微机测控应用系统的组成与干扰2.1微初测控应用索统的组成大多数工业控制计算机测控系统中一般是使用一台中央控制计算机(I咫),使用多台单片机系统监测现场数据,通过现场总线(CAN)的高速数据通道,对生产现场的实时生产数据进行采集并输入和保存在中央计算机(IPc)中,然后在计算机测控系统的管理和控制软件中通过数据统计、数据查询、报表打印、动态显示等管理控制功能及时反映现场的生产过程状况,并对现场单片机监测系统进行实时参2.2于扰的采原微机测控系统中的干扰,一般是指各种外部和内部的干扰源产生的各种电气瞬变信号,通过一定的途径窜入系统内,或者是系统内部的互相串扰,对系统的正常工作造成一定程度的影响。其来源有下列几个方面:(1)放电干扰噪声主要由瞬态开关(接触器、继电器、空气开关等)、换向装置(带有整流子的旋转电机)、气体放电(各种荧光灯、氖灯、霓红灯等)、电晕放电(高压电气设备、高压输电线常会产生电晕放电现象)等放电产生的干扰噪声。龙.‘1_.___一~二~~_‘_.一,nnJ自口n口臼日T6st飞ehno!ogyandAutomation(2)高频振荡噪声主要是由开关电源、直流一交流变换器、感应电炉、中频电弧炉等应用电力电子开关器件在状态转换时产生的高频振荡时形成的干扰噪声。3.2电源抗子扰技术措施3.1.1交流电源抗干扰技术方案从以上的分析论述中我们知道外界干扰对电子装置影响的主要途径之一是从供电电源窜人的。为了防止供电干扰人们采用了很多措施,例如采用交流稳压电源,开关电源等等,笔者在实际中采用微机分开供电系统和交流电源抗干扰综合方案措施,较好地解决了交流供电的抗干扰问题,如图3、图4所示。用多个不同等级容量小电容并联),以使高频干扰信号有一个不进人系统的通道。(3)浪涌噪声主要由交流系统中电动机、电力电子变流器等在合分闸过程中产生的操作过电压和过电流引起的涌流引起的噪声,当然欠电压与欠电流亦会产生干扰噪声。..……2.3子扰的途径干扰噪声

参考文献

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