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步進電機控制系統干擾因素及解決方法
發布時間：2020-11-30 08:39:22
經常會有朋友會問我，說：謝工為啥我焊機一開，步進電機怎么就開始亂跑了，也有一些客戶問我一插上電，什么都不動就自己轉上了，其實這些都是外部信號干擾造成的，今天我來幫大家解答一下。
把影響正常工作的信號稱為噪聲，又稱干擾。干擾會使控制系統的三總線上的數字信號錯亂，影響控制系統指令的正常執行，造成控制事故或控制失靈;會使前向輸人通道中的模擬信號失真，數字信號出錯;還會使后向的輸出通道的輸出信號混亂，不能正確反映系統的真實輸出，產生一系列嚴重的后果。
干擾源有哪些：
1)過渡干擾
2)線間串擾
3)電源干擾；
4)電弧和反電動勢干擾
5)接地系統干擾；
6)漏磁干擾
7)傳輸線反射干擾；
8)漏電干擾
9)輻射干擾
10)電網干擾；
11)周圍用電干擾 11)接地干擾；
12)傳輸線反射干擾 13)外部線間串擾；
任何一個電源以及輸電線路都存在內阻，正是這些內阻才引起了供電系統的噪聲干擾。實踐說明，供電系統的干擾是單片機控制系統的主要干擾；
供電系統主要的干擾有:
1)過壓、欠壓;
2)浪涌、下陷；
3)尖峰電壓;
4)射頻干擾；
5)其他:半個周期內的停電或過電壓；
為了防止電源系統竄人干擾,影響單片機控制系統的正常工作，可采用如下圖所示的供電配置；
防止干擾有哪些方法：
1)交流濾波器
交流進線端加交流濾波器，可濾掉高頻干擾，如電網上大功率設備啟停造成的瞬間干擾。濾波器有一級濾波器、二級濾波器，可以根據需求選用。安裝時外殼要加屏蔽并使其良好接地，進出線要分開防止感應和輻射耦合。低通濾波器僅允許50Hz交流通過,對高頻和中頻干擾有很好的衰減作用；
2）交流穩壓器
交流穩壓器主要是消除電網的波動對系統的影響，并且交流穩穩壓器的電磁線圈對干擾也有一定的抑制作用；
3)隔離變壓器
利用靜電屏蔽的一般理和變壓器的特殊性可以在變壓器的初級線圈和次級線期之間加屏藏層這相當于在變壓器的初級和次級線圈之間增加了旁路電容，可以提供抗共模干擾的能力；
4)采用分散獨立模塊供電
對于系統中的主電路擴展電路和繼電器電路等功能模塊采用獨立的整流濾波和穩壓，避免處電源有故障引起整個系統顏覆，可以減少公共阻抗的相互耦合。為了進一步提供可靠性，對主要電路采用集成穩壓塊兩級穩壓；
5）光耦隔離
在生產現場的強干擾環境下,采用光電耦合器把系統的主機與前向，后向通道以及其他主機部分的聯系切斷，能有效地防止干擾從過程通道進人主機，保證系統可靠地運行，
6）采用屏蔽線纜
在長距離的傳輸現場干擾特別強烈時，可以采用光電耦合器將長傳輸線完全“浮置”起來,同時選用帶屏蔽層的雙絞線或同軸電纜傳輸，也可以以提高整個系統的可靠性；
7)其他
供電系統可采用的其他措施:直流輸出部分采用大容量電解電容進行平滑濾波;交流電源線與其他線盡量分開，減少再度耦合干擾;盡量提高接口器件的電源電壓，提高接口的抗干擾能力；
若能將接地和屏蔽正確地結合起來使用，可以解決大部分干擾引起的故障。接地問題包括兩個方面的內容:一個是接地點是否正確;另一個是接地點是否牢固。接地點選擇正確可防止系統各部分的串擾，接地點牢固可使接地點處于零阻抗，從而降低接地電位，防止接地系統的共模干擾。
一、首先先要了解干擾源：
把影響正常工作的信號稱為噪聲，又稱干擾。干擾會使控制系統的三總線上的數字信號錯亂，影響控制系統指令的正常執行，造成控制事故或控制失靈;會使前向輸人通道中的模擬信號失真，數字信號出錯;還會使后向的輸出通道的輸出信號混亂，不能正確反映系統的真實輸出，產生一系列嚴重的后果。
干擾源有哪些：
1)過渡干擾
2)線間串擾
3)電源干擾；
4)電弧和反電動勢干擾
5)接地系統干擾；
6)漏磁干擾
7)傳輸線反射干擾；
8)漏電干擾
9)輻射干擾
10)電網干擾；
11)周圍用電干擾 11)接地干擾；
12)傳輸線反射干擾 13)外部線間串擾；
二、我們如何硬件抗干擾；
任何一個電源以及輸電線路都存在內阻，正是這些內阻才引起了供電系統的噪聲干擾。實踐說明，供電系統的干擾是單片機控制系統的主要干擾；
供電系統主要的干擾有:
1)過壓、欠壓;
2)浪涌、下陷；
3)尖峰電壓;
4)射頻干擾；
5)其他:半個周期內的停電或過電壓；
為了防止電源系統竄人干擾,影響單片機控制系統的正常工作，可采用如下圖所示的供電配置；
1)交流濾波器
交流進線端加交流濾波器，可濾掉高頻干擾，如電網上大功率設備啟停造成的瞬間干擾。濾波器有一級濾波器、二級濾波器，可以根據需求選用。安裝時外殼要加屏蔽并使其良好接地，進出線要分開防止感應和輻射耦合。低通濾波器僅允許50Hz交流通過,對高頻和中頻干擾有很好的衰減作用；
2）交流穩壓器
交流穩壓器主要是消除電網的波動對系統的影響，并且交流穩穩壓器的電磁線圈對干擾也有一定的抑制作用；
3)隔離變壓器
利用靜電屏蔽的一般理和變壓器的特殊性可以在變壓器的初級線圈和次級線期之間加屏藏層這相當于在變壓器的初級和次級線圈之間增加了旁路電容，可以提供抗共模干擾的能力；
4)采用分散獨立模塊供電
對于系統中的主電路擴展電路和繼電器電路等功能模塊采用獨立的整流濾波和穩壓，避免處電源有故障引起整個系統顏覆，可以減少公共阻抗的相互耦合。為了進一步提供可靠性，對主要電路采用集成穩壓塊兩級穩壓；
5）光耦隔離
在生產現場的強干擾環境下,采用光電耦合器把系統的主機與前向，后向通道以及其他主機部分的聯系切斷，能有效地防止干擾從過程通道進人主機，保證系統可靠地運行，
6）采用屏蔽線纜
在長距離的傳輸現場干擾特別強烈時，可以采用光電耦合器將長傳輸線完全“浮置”起來,同時選用帶屏蔽層的雙絞線或同軸電纜傳輸，也可以以提高整個系統的可靠性；
7)其他
供電系統可采用的其他措施:直流輸出部分采用大容量電解電容進行平滑濾波;交流電源線與其他線盡量分開，減少再度耦合干擾;盡量提高接口器件的電源電壓，提高接口的抗干擾能力；
三、重中之重接地技術：
若能將接地和屏蔽正確地結合起來使用，可以解決大部分干擾引起的故障。接地問題包括兩個方面的內容:一個是接地點是否正確;另一個是接地點是否牢固。接地點選擇正確可防止系統各部分的串擾，接地點牢固可使接地點處于零阻抗，從而降低接地電位，防止接地系統的共模干擾。
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