正文 鋼廠自動化儀表的抗幹擾措施研究(2 / 2)

4)以電流替代電壓進行傳輸,因為電流傳輸便於長距離傳輸,比電壓傳輸耐受幹擾;

5)采用浮地技術隔離切斷了地電流,以此來降低共模電流;

6)為改善高頻共模幹擾,儀器可以采用屏蔽法,當存在頻率較高的幹擾信號時,屏蔽防護可以消除傳輸線與屏蔽體的分布電容上的共模電壓;

7)選擇軟件濾波技術。

2.4單片機

鋼廠自動化儀表在線主要采用單片機係統作為微處理器,保證輸入和輸出信號的正確性,是單片機係統要穩定可靠工作的關鍵。通常,單片機應用係統可以分成兩部分,數字電路和模擬電路,兩部分會互相影響,首先是通過線間耦合形成串擾通路而相互幹擾,其次是易於形成輻射,對電源影響較敏感。

因此,自動化儀表中的單片機係統在進行電磁兼容設計時,首先應進行良好的接地設置,使功率隔離、頻率隔離;在電源設計方麵,涉及到電源特性的設計和電源性質的選擇。前者例如適當的功率裕度,後者則需要考慮選取整流電源還是電池,以及分布式供電還是集中供電等等。另外應引入降頻控製技術,在保證係統正常工作的前提下盡可能使頻率降低。

2.5信號通道

鋼廠自動化儀表接受幹擾的重要途徑還包括儀表中的輸入輸出接口,結合自動化儀表信號通道的實際特性,可以采取的方法有:

1)隔離法

通過光電耦合單元實現隔離,按適當的方式將光敏器件和發光器件組合封裝,以光信號作為電信號的傳遞媒介。因此消除了直接的電信號連接和共地點,通過這種方式隔離了幹擾的途徑。此外,光電耦合單元可以實現能量傳遞,而大部分的強幹擾雖然幅度大,作用時間卻往往很短暫,能量很小,難以導致發光器件產生。

2)濾波法

在信號的頻帶已知的情況下,濾波法即可實現減少噪聲幹擾的目的。可以選用的的濾波器在自動化儀表為低通濾波器,這是由於對被測量而言,噪聲是高頻量。

2.6印製電路板

印製電路板是自動化儀表硬件組成部分的主體,提供電路器件間的電氣連接,印製電路板的性能直接決定了儀表性能。出於經濟的考慮,印刷電路板的設計往往聚焦於布局均勻,減小空間,卻忽視了電磁兼容性,導致信號輻射,引發電磁兼容問題。因此,在初期設計印製電路板時應該做到:

1)電源線和地線

應該加粗印製電路板電源線和地線,如果線太細時,這些線的阻抗會導致電源和電位隨負載電流發生變化,引入噪聲。因此,地線的布線與電源引線應該分別布設在印製板兩麵。

2)元器件

應對印製電路板上的元器件空間進行分割,同組的元器件集中放在一起,保證各元器件不相互幹擾。通常,可以先以電源和電壓進行分組,然後再按數字與模擬、電流大小進行進一步分組,盡量把相關的元器件排在一起,器件的排列方向應基本一致。

3結論

鋼廠自動化儀表的抗幹擾措施是一個比較複雜的問題,需要從諸多方麵來綜合考慮,包括儀表的器件選擇、電路設計、儀表的信號處理方式等等,均應盡量把電磁幹擾降低到最小程度,從而實現提高儀表的電磁兼容性能的目的。

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