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类型的逻辑门,但在设计时,一般最多只考虑带5一6个门,以便留有一定裕度 二、硬件自检测和软件自恢复的设计 由于干扰引起的误动作多是偶发性的,因此应采取某种措施,使这种偶发的误动作不 致直接影响系统的运行。因此,在总体设计上必须设法使干扰造成的这种故障能够尽快地恢 复正常。通常的方式是,在硬件上设置某些自动监测电路。这主要是为了对一些薄弱环节加 强监控,以便缩小故障范围,增强整体的可靠性。在硬件上常用的监控和误动作检出方法通 常有数据传输的奇偶检验(如输入电路有关代码的输入奇偶校验),存储器的奇偶校验以及 运算电路、降吗电路和时序电路的有关校验等, 从软件的运行来看,瞬时电磁干扰会影响:堆栈指针SP、数据区或程序计数器的内容, 使CPU偏离预定的程序指针,进入未使用的RAM区和ROM区,引起一些如死机、死循环 和程序“飞掉”等现象,因此,要合理设置软件“陷阱”和“看门狗”并在检测环节进行数 字滤波(如相大误差处理)等 三、从安装和工艺等方面采取措施以消除干扰 1、合理选择接地许多机电一体化产品,从设计思想到具体电路原理都是比较完美 的。但在工作现场却经常无法正常工作,暴露出许多由于工艺安装不合理带来的问题,从而 使系统容易接受干扰,对此,必须引起足够的重视。如选择正确的接地方式方面考虑交流接 地点与直流接地 离 保证 地浮 (是指控制装置的逻辑地和 用导体 接):保证使机身、机柜的安全地的接地质量:甚至分离模拟电路的接地和数字电路的接地 等等。 2、合理选择电源合理选择电源对系统的抗干扰也是至关重要的。电源是引进外部 干扰的重要来源。实践证明,通过电源引入的干扰噪声是多途径的,如控制装置中各类开关 的频繁闭合或断开,各类电感线圈(包括电机 继电器 、接触器 以 及电磁阀等)的瞬时通 晶闸管电源及高频、中频电源等系统中开关器件的导通和截止等都会引起干扰,这些干扰幅 值可达瞬时千伏级,而且占有很宽的烦率。显而易见,要想完全抑制如此宽频带范围的干扰, 必须对交流电源和直流电源同时采取措施。 大量实我表明,采用压敏电阻和低渐滤波器可使频率范用在20Hz~100MHz之间的干 扰大大衰减。采用隔离变 压器和电源变压器的屏蔽层可以消除 20k业以下的干扰,而为了 消除交流电网电压缓慢变化对控制系统造成的影响, 可采取交流稳压等措施 对于直流电源通常要考虑尽量加大电源功率容限和电压调整范围。为了使装备能适应 负载在较大范围变化和防止通过电源造成内部噪声干扰,整机电源必须留有较大的储备量, 并有拉好的动态特性。习惯上一般选取0.5一1倍的众量。另外,尽量采用直流稳压电源 直流稳压电源不仅可以进一步抑制来自交流电网的干扰,而且还可以抑制由于负载变化所造 成的电路直流工作电压的波动 3 合理布局 对机电一体化设备及系统的各个部分进行合理的布局,能有效地防止电磁干扰的危害 合理布局的基本原则是使干扰源与干扰对象尽可能远离,输入和输出端口妥善分离,高电平 电缆及脉冲种引线与低电平电缆分别数设等 对企业环境的各设备之间也存在合理布局问题。不同设备对环境的干扰类型 干扰指 度不同,抗干扰能力和精度也不同,因此,在设备位置布置上要考虑设备分类和环境处理 如精密检测仪器应放置在恒温环境,并远离有机械冲击的场所,弱电仪器应考虑工作环境的 电磁干扰强度等。 一般来说,除了上述方案以外,还应在安装、布线等方面采取亚格的工艺措施,如布10 类型的逻辑门,但在设计时,一般最多只考虑带 5—6 个门,以便留有一定裕度。 二、硬件自检测和软件自恢复的设计 由于干扰引起的误动作多是偶发性的,因此应采取某种措施,使这种偶发的误动作不 致直接影响系统的运行。因此,在总体设计上必须设法使干扰造成的这种故障能够尽快地恢 复正常。通常的方式是,在硬件上设置某些自动监测电路。这主要是为了对一些薄弱环节加 强监控,以便缩小故障范围,增强整体的可靠性。在硬件上常用的监控和误动作检出方法通 常有数据传输的奇偶检验(如输入电路有关代码的输入奇偶校验),存储器的奇偶校验以及 运算电路、译码电路和时序电路的有关校验等。 从软件的运行来看,瞬时电磁干扰会影响:堆栈指针 SP、数据区或程序计数器的内容, 使 CPU 偏离预定的程序指针,进入未使用的 RAM 区和 ROM 区,引起一些如死机、死循环 和程序“飞掉”等现象,因此,要合理设置软件“陷阱”和“看门狗”并在检测环节进行数 字滤波(如粗大误差处理)等。 三、从安装和工艺等方面采取措施以消除干扰 1、合理选择接地 许多机电一体化产品,从设计思想到具体电路原理都是比较完美 的。但在工作现场却经常无法正常工作,暴露出许多由于工艺安装不合理带来的问题,从而 使系统容易接受干扰,对此,必须引起足够的重视。如选择正确的接地方式方面考虑交流接 地点与直流接地点分离;保证逻辑地浮空(是指控制装置的逻辑地和大地之间不用导体连 接);保证使机身、机柜的安全地的接地质量;甚至分离模拟电路的接地和数字电路的接地 等等。 2、合理选择电源 合理选择电源对系统的抗干扰也是至关重要的。电源是引进外部 干扰的重要来源。实践证明,通过电源引入的干扰噪声是多途径的,如控制装置中各类开关 的频繁闭合或断开,各类电感线圈(包括电机、继电器、接触器以及电磁阀等)的瞬时通断, 晶闸管电源及高频、中频电源等系统中开关器件的导通和截止等都会引起干扰,这些干扰幅 值可达瞬时千伏级,而且占有很宽的频率。显而易见,要想完全抑制如此宽频带范围的干扰, 必须对交流电源和直流电源同时采取措施。 大量实践表明,采用压敏电阻和低通滤波器可使频率范围在 20kHz~100MHz 之间的干 扰大大衰减。采用隔离变压器和电源变压器的屏蔽层可以消除 20kHz 以下的干扰,而为了 消除交流电网电压缓慢变化对控制系统造成的影响,可采取交流稳压等措施。 对于直流电源通常要考虑尽量加大电源功率容限和电压调整范围。为了使装备能适应 负载在较大范围变化和防止通过电源造成内部噪声干扰,整机电源必须留有较大的储备量, 并有较好的动态特性。习惯上一般选取 0.5~1 倍的余量。另外,尽量采用直流稳压电源。 直流稳压电源不仅可以进一步抑制来自交流电网的干扰,而且还可以抑制由于负载变化所造 成的电路直流工作电压的波动。 3、合理布局 对机电一体化设备及系统的各个部分进行合理的布局,能有效地防止电磁干扰的危害。 合理布局的基本原则是使干扰源与干扰对象尽可能远离,输入和输出端口妥善分离,高电平 电缆及脉冲引线与低电平电缆分别敷设等。 对企业环境的各设备之间也存在合理布局问题。不同设备对环境的干扰类型、干扰强 度不同,抗干扰能力和精度也不同,因此,在设备位置布置上要考虑设备分类和环境处理, 如精密检测仪器应放置在恒温环境,并远离有机械冲击的场所,弱电仪器应考虑工作环境的 电磁干扰强度等。 一般来说,除了上述方案以外,还应在安装、布线等方面采取严格的工艺措施,如布
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