數(shù)控系統(tǒng)抗干擾問(wèn)題的解決方案

　　干擾一般是指那些與信號(hào)無(wú)關(guān)的，在信號(hào)輸入、傳輸和輸出過(guò)程中出現(xiàn)的一些不確定的有害的電氣瞬變現(xiàn)象，這些瞬變現(xiàn)象會(huì)使數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中發(fā)生變化，增大誤差，使局部裝置或整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況，引起故障。

　　干擾源的產(chǎn)生主要有以下幾種情況

　　1、電源干擾

　　由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，存在多種設(shè)備共享一個(gè)電網(wǎng)，尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，電源開(kāi)關(guān)操作、雷擊浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過(guò)輸電線(xiàn)路傳到電源原邊，使電壓暫變，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波動(dòng)。此外，電源線(xiàn)在傳輸過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生噪聲以及快速瞬變的脈沖串，污染電網(wǎng)。

　　2、輻射干擾

　　電磁或電場(chǎng)在自然界中無(wú)處不在。工作中的電火花穿孔機(jī)除了受到電場(chǎng)的作用外還受到了磁場(chǎng)的作用。電火花穿孔機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，由于工作環(huán)境的惡劣性，不可避免的會(huì)受到電磁干擾

　　3、數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)間的干擾

　　電火花穿孔機(jī)在工作過(guò)程中，由于整套設(shè)備涉及到的器件較多，既有AC380V、AC220V交流電信號(hào)，又有DV24V、DC5V的各種低壓直流電信號(hào)。用來(lái)傳遞信號(hào)的電纜，在走線(xiàn)過(guò)程中，有時(shí)會(huì)由于模擬信號(hào)輸出設(shè)備或由伺服驅(qū)動(dòng)器或變頻器產(chǎn)生的干擾引起誤動(dòng)作發(fā)生，影響設(shè)備的正常工作;用來(lái)傳遞I/O輸入/輸出信號(hào)的頻率受到時(shí)鐘頻率和諧波干擾，加上線(xiàn)路走線(xiàn)不當(dāng)，使數(shù)字信號(hào)線(xiàn)和模擬信號(hào)線(xiàn)不可避免的會(huì)受到外來(lái)干擾信號(hào)的干擾，各種信號(hào)線(xiàn)相互之間也會(huì)通過(guò)線(xiàn)間耦合等產(chǎn)生干擾。

　　◆ 抗干擾的措施

　　這些措施主要包括屏蔽、隔離、濾波、接地和軟件處理等。

　　◇ 屏蔽技術(shù)

　　屏蔽是目前采用最多也是最有效的一種方式。屏蔽技術(shù)切斷輻射電磁噪聲的傳輸途徑通，常用金屬材料或磁性材料把所需屏蔽的區(qū)域包圍起來(lái)，使屏蔽體內(nèi)外的場(chǎng)相互隔離，切斷電磁輻射信號(hào)，以保護(hù)被屏蔽體免受干擾，屏蔽分為電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽及電磁屏蔽。在實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)，對(duì)于電場(chǎng)干擾時(shí)，系統(tǒng)中的強(qiáng)電設(shè)備金屬外殼(伺服驅(qū)動(dòng)器、變頻器、驅(qū)動(dòng)器、開(kāi)關(guān)電源、電機(jī)等)可靠接地實(shí)現(xiàn)主動(dòng)屏蔽;敏感設(shè)備如智能糾錯(cuò)裝置等外殼應(yīng)可靠接地，實(shí)現(xiàn)被動(dòng)屏蔽。強(qiáng)電設(shè)備與敏感設(shè)備之間距離盡可能遠(yuǎn);高電壓大電流動(dòng)力線(xiàn)與信號(hào)線(xiàn)應(yīng)分開(kāi)走線(xiàn)，選用帶屏蔽層的電纜，對(duì)于磁場(chǎng)干擾，選用高導(dǎo)磁率的材料，如玻莫合金等，并適當(dāng)增加屏蔽體的壁厚。用雙絞線(xiàn)和屏蔽線(xiàn)，讓信號(hào)線(xiàn)與接地線(xiàn)或載流回線(xiàn)扭絞在一起，以便使信號(hào)與接地或載流回線(xiàn)之間的距離最近;增大線(xiàn)間的距離，使得干擾源與受感應(yīng)的線(xiàn)路之間的互感盡可能地小，敏感設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離干擾源強(qiáng)電設(shè)備變壓器等。

　　◇ 隔離技術(shù)

　　隔離就是用隔離元器件將干擾源隔離，以防干擾竄入設(shè)備，保證電火花機(jī)床的正常運(yùn)行。常見(jiàn)的隔離方法有光電隔離、變壓器隔離和繼電器隔離等方法。

　　1、光電隔離

　　光電隔離能有效地抑制系統(tǒng)噪聲，消除接地回路的干擾。在智能糾錯(cuò)系統(tǒng)的輸入和輸出端，用光耦作接口，對(duì)信號(hào)及噪聲進(jìn)行隔離;在電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路中，用光耦來(lái)把控制電路和馬達(dá)高壓電路隔離開(kāi)。

　　2、變壓器隔離

　　這是一種用得相當(dāng)廣泛的電源線(xiàn)抗干擾元件，它最基本的作用是實(shí)現(xiàn)電路與電路之間的電氣隔離，從而解決地線(xiàn)環(huán)路電流帶來(lái)的設(shè)備與設(shè)備之間的干擾，同時(shí)隔離變壓器對(duì)于抗共模干擾也有一定作用。隔離變壓器對(duì)瞬變脈沖串和雷擊浪涌干擾能起到很好的抑制作用，對(duì)于交流信號(hào)的傳輸，一般使用變壓器隔離干擾信號(hào)的辦法。

　　3、繼電器隔離

　　繼電器的線(xiàn)圈和觸點(diǎn)之間沒(méi)有電氣上的聯(lián)系。因此，可以利用繼電器的線(xiàn)圈接受電氣信號(hào)，而用觸點(diǎn)發(fā)送和輸出信號(hào)，從而避免強(qiáng)電和弱電信號(hào)之間的直接聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了抗干擾隔離。

　　◇ 濾波技術(shù)

　　濾波技術(shù)是抑制干擾的一種有效措施。濾波器是由集總參數(shù)R、L、C構(gòu)成等效電路。具有分離信號(hào)、抑制干擾、阻抗變換與阻抗匹配和延遲信號(hào)等功能。采用濾波器可以很好的濾波設(shè)備電路中的有害成分，提高設(shè)備的可靠性。在數(shù)控機(jī)床上，為了抑制高頻對(duì)智能控制裝置的干擾�？刹捎玫屯�濾波器濾除電路中的高頻成分，改善電源質(zhì)量。對(duì)于各類(lèi)觸點(diǎn)或開(kāi)關(guān)，在閉合或斷開(kāi)瞬間因觸點(diǎn)抖動(dòng)所引起的干擾，抑制感性負(fù)載在切斷電源瞬間所產(chǎn)生的反向勢(shì)，可以采用阻容濾波來(lái)排除，這樣可以將電感線(xiàn)圈的磁場(chǎng)釋放出來(lái)的能力，轉(zhuǎn)化為電容器電場(chǎng)的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，以降低能耗。采用L-C濾波器則會(huì)降低負(fù)載阻抗，從而增加濾波效果，發(fā)揮濾波器的作用，降低干擾。

　　◇ 接地處理

　　將電路、設(shè)備機(jī)殼等與作為零電位的一個(gè)公共參考點(diǎn)(大地)實(shí)現(xiàn)低阻抗的連接，稱(chēng)之謂接地。接地的方式主要有:保護(hù)接地、工作接地、屏蔽接地。接地的目的有兩個(gè)，一是為了減小干擾。二是為了人身安全。為了降低安全事故的發(fā)生，安全接地保護(hù)接地端子與電氣設(shè)備的機(jī)殼底盤(pán)等應(yīng)實(shí)現(xiàn)良好的搭接，做到真正的和大地相連。在數(shù)控機(jī)床的電柜中，接地排厚度不得低于3mm(銅板)，接入大地的接地電阻應(yīng)小4歐姆。系統(tǒng)內(nèi)的保護(hù)地線(xiàn)，應(yīng)用盡量粗和短的黃綠雙色線(xiàn)連接到接地排上，并且避免構(gòu)成環(huán)路;可以減少與其他設(shè)備的相互電磁干擾。為了避免數(shù)控機(jī)床在工作過(guò)程中的共地線(xiàn)阻抗干擾和地環(huán)路干擾以及共模電流輻射干擾發(fā)生，工作接地極為重要。工作接地方式有浮地、單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地。

　　◇ 軟件抗干擾

　　用軟件來(lái)識(shí)別有用信號(hào)和干擾信號(hào)，并濾除干擾信號(hào)的方法，稱(chēng)為軟件濾波。一般通過(guò)信號(hào)時(shí)間、空間和屬性來(lái)判斷是有用信號(hào)還是干擾信號(hào)。當(dāng)電磁干擾使數(shù)控系統(tǒng)的程序跑飛時(shí)，看門(mén)狗能夠幫助系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行。