1 引言 閥門電動執行器是機械裝置和電子裝置有機結合而形成的一種高技術裝置，廣泛應用于冶金、電力、化工等部門，是廣泛應用的產品之一。智能化閥門電動執行器帶有微處理器，常應用在環境惡劣的條件下，工作現場的干擾較重，必須重視對其抗干擾技術的研究。 2 干擾的來源 干擾[1]是指有用信號以外的噪聲或造成惡劣影響的變化部分的總稱。工業生產現場的干擾可以沿線路侵入智能化閥門電動執行器，也可以以場的形式從空間侵入裝置，系統的接地裝置**或不合理，也是引入干擾的重要途徑；各種傳感器、輸人輸出線路的絕緣**，均有可能引入干擾；以場的形式入侵的干擾主要發生在高電壓、大電流、高頻電磁場（包括電火花激發的電磁輻射）附近，它們通過靜電感應、電磁感應等方式在智能化閥門電動執行器中形成干擾。干擾一般以脈沖的形式進入閥門電動執行器。 干擾對閥門電動執行器的作用可分為三部分：**部分是空間干擾，通過電磁波輻射串入裝置；**部分是過程通道干擾，前向輸入通道干擾使模擬信號失真，數字信號出錯，裝置根據這些錯誤信號作出的反應必然是精誤的；后向通道干擾使各種輸出信號混亂，不能正確反應裝置的真實輸出量。第三部分是裝置內部，即處理器CPU，由于CPU是+5V低電壓供電，容易**擾竄入，使總線上的數字信號混亂，引發一系列后果。 3 硬件抗干擾技術 智能化閥門電動執行器的抗干擾是一門實踐性極強的技術，從某種意義上來說是一門實驗技術，包含了相當豐富的實踐知識。以下是采用的一些抗干擾技術。 3.1電源抗干擾[2]。在智能化閥門電動執行器運行過程中遇到的*大問題便是電源的抗干擾問題。 3.1.1使用隔離變壓器。因為高頻噪聲通過變壓器不是靠初、次級線圈的相互耦合，而是靠初、次級間寄生電容耦合的。因此隔離變壓器的初、次級之間用屏蔽層隔離，減小其分布電容，以提高抗共模干擾的能力。 3.1.2采用低通濾波器。由諧波頻譜分析已知電源的干擾大都是高次諧波，因此來用低通濾波器讓50Hz市電基波通過，濾去高頻諧波，改善電源波形。 3.2 抗空間干擾 智能化閥門電動執行器工作時會產生大量的電磁輻射，包括電機的起動、換向、繼電器的吸合等，都會在周圍產生大量的電磁輻射。而裝置對電磁環境非常敏感，電磁輻射作用于模擬信號會使信號產生畸變；作用于數字信號，會引起誤信號，有時會引起控制裝置誤動作。為防止電磁干擾，對控制器采取電磁屏蔽；采用導電性能優良的金屬材料（銅、鋁等）制作屏蔽罩，將控制器裝在屏蔽罩里，將屏蔽罩接至大地。實踐證明此方法非常有效。 3.3 過程通道抗干擾 3.3.1 光耦隔離措施 如晶閘管電源同步信號在進入主控單元時都要經過光耦合器隔離，以保證主控單元在I/O單元時不受損壞。光耦能有效地抑制尖峰脈沖及各種干擾，因為光耦是電流型器件，干擾信號雖然有較大的電壓幅值，但能量很小，只能形成微弱電流，而光耦的輸出信號與輸入信號流經發光二極管的電流有關，這樣干擾信號由于不能提供足夠的電流，所以不會進入輸出極；光耦的輸入回路和輸出回路之間分布電容很少，而絕緣電阻很大，這樣就避免了干擾通過光耦在輸入回路和輸出回路之間的耦合。 3.3.2雙絞線傳輸 雙絞線與同軸電纜相比，雖然頻率特性差，但阻抗高，抗共模噪聲能力強。雙絞線能使各個小環節的電磁感應干擾相互抵消：其分布電容為幾十PF，距離信號源近時，可起到積分作用，故雙絞線對電磁場具有一定的抑制作用。 3.4 合理布線 3.4.1在實際布線時做到：強電信號與弱電信號分開布線；交、直流線路分開布線。 3.4.2控制裝置的地線接法對干擾有明顯的抑制作用。電路的接地按用途可分為保護接地和工作接地。保護接地為了**，將電氣設備的外殼通過導線與大地連接，與大地保持等電位，工作接地應解決兩個問題： （1）消除各電路電流流經公共地線時，由于地線阻抗所產生的噪聲電壓；
（2）避免受磁場和地電位差的影響，即不形成地環路，要消除地線干擾，可以通過正確的地線隔離來實現。如通過光耦進行良好的隔離。 3.5 其他抗干擾措施 3.5.1單點接地，數字、模擬地分開，兩者地線分別與電源地線相連。接地線、電源線構成回路，并盡量加粗。 3.5.2在某些重要芯片電源輸入端加去耦電容。去耦電容可來用0.01μF的陶瓷電容器，它能較好地吸收高頻噪聲。單片機“RESET”復位端在強干擾現場會出現尖峰電壓干擾，有時雖不會造成單片機復位（單片機復位端電壓必須保持高電平10ms以上才能充分復位），但有可能改變寄存器內容，因此復位端也應加去耦電容。 4 軟件抗干擾措施 提高裝置抗干擾性能的另一條途徑是盡可能用軟件取代硬件。在CPU處理能力允許的條件下，對那些軟件和硬件均能實現的功能應盡可能來用軟件來完成。這樣，不僅硬件電路簡單，引入和發出干擾的因素也相應減少，有利于提高裝置的可靠性。 4.1看門狗措施。在單片機應用系統中，由于干擾的因素，常常會出現程序“跑飛”或“死機”現象．使系統不能正常工作。為了解決這個問題，在單片機系統中來用看門狗是一個很好的辦法。 4.2現場保護措施。現場保護就是指如果在中斷服務子程序或調用程序中使用了主程序用到的累加器、乘法器以及內存，而且這些數據不允許子程序對其進行修改，那么在子程序的*前面要將這些數據保存。 4.3指令冗余措施。在重要的操作運行指令，如開、關閉中斷，返回，跳轉指令后，再寫上同樣的指令。 5 結論 隨著昂貴的高性能智能化閥門電動執行器大量出現，必須對其抗干擾問題引起足夠的重視，針對智能化閥門電動執行器的抗干擾，首先是要找到干擾源，其次分析有無抑制干擾的可能性和采取相應的措施等，這樣往往可以取得事半功倍的效果。智能化閥門電動執行器由于采取了上述一系列抗干擾技術，使得其運行穩定可靠，故障率降低，提高了生產率。抗干擾技術又是一個實踐性很強的技術，需要在工作中不斷總結和探索。 參考文獻 1諸邦田．電子線路抗干擾技術手冊．北京:京科學技術出版社，1998·
2王錦標．過程計算機控制．北京:清華大學出版社，1992. |