工控设备抗干扰总结

工控设备抗干扰总结

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_42929997/article/details/143426054

在现代工业控制系统中，抗干扰能力是确保设备可靠性和安全性的重要因素。随着电气设备和电子电路的广泛应用，各种干扰现象层出不穷，影响了系统的正常运行。

一、干扰的分类

干扰通常可以按照不同的标准进行分类，以下是几种常见的分类方法：

• 按产生的原因：

• 放电噪声：例如静电放电造成的瞬时高电压。

• 高频振荡噪声：如电磁干扰或射频干扰。

• 浪涌噪声：由于电力波动导致的短暂高电压。

• 按传导方式：

• 共模噪声：干扰信号通过共同的接地或电源返回路径传播。

• 串模噪声：干扰信号沿着信号线传播。

• 按波形特性：

• 持续正弦波：稳定的干扰信号。

• 脉冲电压：瞬时高幅度的电压尖峰。

二、干扰的耦合方式

干扰信号通过特定的耦合通道影响测控系统，常见的耦合方式有：

• 直接耦合：直接通过电源线或信号线引入干扰信号，常用的防护措施是加入去耦电路。
• 公共阻抗耦合：当两个电路通过共同的阻抗连接时，干扰信号会通过该路径传播。设计时应避免形成共同的阻抗通路。
• 电容耦合：由于分布电容的存在，干扰信号通过电场耦合。
• 电磁感应耦合：通过电磁感应的方式传播，通常在高频信号传输中比较常见。
• 漏电耦合：由于绝缘不良，导致干扰信号的漏电耦合。

三、常用硬件抗干扰技术

为了提高工控设备的抗干扰能力，设计时需采取一系列硬件措施：

3.1 抑制干扰源

抑制干扰源是抗干扰设计的第一步，常见方法包括：

• 增加续流二极管：用于消除继电器线圈断开时产生的反电动势干扰。
• 火花抑制电路：在继电器接点两端并接RC电路，减小电火花影响。
• 电机滤波电路：在电机上添加滤波电路，减小高频噪声。
• 电路板上的高频电容：每个IC旁接0.01μF到0.1μF的高频电容，减小IC对电源的影响。

3.2 切断干扰传播路径

对于传导干扰和辐射干扰，应采取以下措施：

• 电源滤波：为敏感器件提供稳定的电源，减少电源噪声的干扰。
• 隔离电路：在噪声源与敏感元件之间加装隔离装置。
• 合理布线：注意强、弱信号的分区布线，保持干扰源与敏感元件的距离。

3.3 提高敏感器件的抗干扰性能

通过设计改善敏感器件的抗干扰能力：

• 减少回路面积：降低感应噪声的拾取。
• 优化电源和地线设计：使用粗线连接，减少耦合噪声。
• 使用电源监控电路：提高整个电路的抗干扰性能。

3.4 其它常用抗干扰措施

• 交流滤波：使用电感和电容对交流信号进行滤波。
• 变压器隔离：设计时采用变压器隔离，以消除高频干扰。
• 屏蔽设计：为设备增加屏蔽罩，以阻挡来自外部和内部的干扰。
• 合理布局：在配电柜内部，尽量使PLC远离继电器及大电流电缆，以减少空间辐射干扰。

四、如何提高工控设备的抗干扰能力

• 独立电源设计：PLC的内核电源和输入输出接口电源应当独立，以确保隔离效果。
• 增加反向二极管：在连接感性负载的输出端添加反向二极管，防止反电动势造成的损害。
• 选择合适的电源：优先选择传统变压器电源，以抵抗高频干扰。
• 有效的布局设计：合理布置电路板，使用屏蔽罩和隔离措施来防止干扰。

在电子电路设计中，工控设备的抗干扰能力是确保系统稳定运行的关键。通过对干扰的深入理解以及应用有效的抗干扰技术，可以显著提高设备的可靠性与安全性。在实际设计中，需综合考虑多种因素，制定全面的抗干扰策略，以确保工业控制系统的高效和稳定。