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摘要：文中阐述了自动化控制系统接口与过程通道在信号传输过程中产生电磁干扰的原因，论述了隔离技术（物理隔离、电磁隔离、光电隔离及电—光—电隔离）在自动化控制系统中的应用。 关键词：电磁干扰 隔离技术 光电耦合 1.概述 由自动化装置构成控制系统中必须妥善解决好接口信号的隔离，抑制传输过程中产生的各种干扰，才能使系统稳定可靠运行。接口与过程通道是自动化装置和外部设备、被控对象进行信息交换的渠道，对于接口和过程通道侵入的干扰主要是因公共地线所引起，其次，在信号微弱和传输线路较长时还会受到静电和电磁波的干扰。据电磁性的基本原理，形成电磁干扰(EMI)须具备三要素:电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统。为防止干扰，可采用硬件抗干扰和软件抗干扰。其中，硬件抗干扰是自动化控制系统最基本和最重要的抗干扰措施，一般从抗和防两方面入手来抑制干扰，其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统干扰信号的敏感性。具体的技术措施是在工程中采用隔离、滤波、屏蔽、接地等技术。目前在自动化控制系统中，对于数字输入信号，大部分都采用光电隔离器，也有一些使用脉冲变压器隔离和运算放大器隔离；对于数字输出信号也是主要采用光电隔离器。对于模拟量输入信号，则许多场合下采用调制—解调式隔离放大器、运算放大器等，模拟量输出信号隔离则可采用直流电压隔离法及变换隔离法等。 2.物理隔离 所谓干扰的物理隔离，是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分应用物理介质隔离开来，使它们不发生电的联系。在自动化控制系统中通常采用以下物理隔离措施： 2.1使所有的信号线很好地绝缘，使其不可能漏电，这样，防止由于接触引入的干扰； 2.2将不同种类的信号线隔离铺设（在不同一电缆槽中，或用隔板隔开），我们可以根据信号不同类型将其按抗噪声干扰的能力分成几类，按其类别来敷设传输线缆。 2.3模拟量信号（模人、摸出，特别是低电平的模人信号如热电偶信号，热电阻信号等）对高频的脉冲信号的抗干扰能力是很差的。建议用屏蔽双绞线连接，且这些信号线必须单独占用电线管或电缆槽，不可与其它信号在同一电缆管（或槽）中走线。 2.4低电平的开关信号（一些状态干接点信号），数据通信线路（RS232、EIA485等），对低频的脉冲信号的抗干扰能力比上种信号要强，但建议最好采用屏蔽双绞线（至少用双绞线）连接。此类信号也要单独走线，不可和动力线和大负载信号线在一起平行走线。 2.5高电平（或大电流）的开关量的输入输出、CATV、电话线，以及其它继电器输入输出信号，这类信号的抗干扰能力又强于以上两种，但这些信号会干扰别的信号，因此建议用双绞线连接，也单独走电缆管或电缆槽。 2.6动力线AC 220V、380V，以及大通断能力的断路器、开关信号线等，这些线的电缆选择主要不是依抗干扰能力，而是由电流负载和耐压等级决定，其敷设应与信号传输线严格分开。 2.7自动化控制装置的电源部分采用隔离变压器以免传导干扰。 以上说明，同一类信号可以放在一条电缆管或槽中，相近种类信号如果必须在同一电缆槽中走线，则一定要用金属隔板将它们隔开。 还有一种隔离是将信号源同自动化装置在电气上进行隔离，这样，会大大地减小共模干扰对自动化控制系统造成的危害。采用隔离放大器将信号的输入端子与自动化装置部分完全隔离（有的系统中采用隔离变压器，或继电器等方式隔离，对开关量则可以采用光电器件，或继电器进行隔离）。 |
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