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工业称重控制仪表的抗干扰对策

2017-10-08 14:26:30 admin 17

    

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    工业称重控制仪表作为智能化现场测控终端,往往运行在较恶劣的环境中,来自现场的干扰其频谱往往很宽,且具有随机性,这些干扰一旦串入仪表,将使仪表工作状态失常甚至造成死机。严重时将会使整个控制系统瘫痪。因此,工业称重仪表应从设计初期就要考虑电磁兼容性问题,并提出一些具体解决方案。电磁干扰的产生我们必须具备三个条件,即干扰源,传播途径(传导和辐射),敏感设备。由于干扰源无法去控制,我们去从设计上从切断传播的途径,降低仪表电磁敏感度角度,从软硬件上提出综合解决方案如下:

    I/O线传导:主要由各种输入输出接口串入,对此种干扰只需将输入输出口采用光耦隔离措施即可;尽量采用I2C/SPI串口器件及贴片元件,以减少印板走线数量,模拟与数字电路分开布线,其接地点在DC电源输入端口处汇接。软件上,对输入信号进行多次判断后取值,对输出信号,采用与其复位状态相反的电平作I/O控制信号输出,对I2C/SPI串口器件控制字在程序运行中要经常去刷新。

   电源线传导:仪表干扰信号主要是由该部分引入。包括雷击、静电引起的浪涌尖峰电压,电感负载启停引起的反势浪涌尖峰电压,以及一些功率控制单元开闭引起的高频谐波等,这些干扰由于能量大有时将导致仪表工作瘫痪。在硬件上的对策是可采用直流电源两级稳压方式,先由开关电源初步稳压(可削除上述的串扰信号,及电网电压波动干扰),再在主CPU板上增加一级稳压,以提高电源纹波系数;其次在直流电输入端增加浪涌抑制二极管。软件上采用措施为:指令亢余、数据备份、软件陷井等手段。

    电磁辐射:其能量较低,仅对模拟信号有影响;措施有采用屏蔽信号线,仪表放大器输入端加LC/RC滤波器,放大电路或仪表壳体采用金属屏蔽,并将屏蔽体良好接地。软件上采取单层或多层滤波及判断法对数据进行处理,取出有效值。

    电源线传导:仪表干扰信号主要是由该部分引入。包括雷击、静电引起的浪涌尖峰电压,电感负载启停引起的反势浪涌尖峰电压,以及一些功率控制单元开闭引起的高频谐波等,这些干扰由于能量大有时将导致仪表工作瘫痪。在硬件上的对策是可采用直流电源两级稳压方式,先由开关电源初步稳压(可削除上述的串扰信号,及电网电压波动干扰),再在主CPU板上增加一级稳压,以提高电源纹波系数;其次在直流电输入端增加浪涌抑制二极管。软件上采用措施为:指令亢余、数据备份、软件陷井等手段。

    另外,震动和风力也是影响仪表工作的因素,震动和风力主要是通过影响传感器输出信号进而使仪表数据显示产生变动,此类解决方法,可通过软件滤波方式及逻辑判断法加以剔除。

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