電磁干擾解決方案
來(lái)源：本站 發(fā)布時(shí)間：2014-02-21 17:30:49 點(diǎn)擊次 隨著電梯控制系統(tǒng)數(shù)字化和集成化，電梯的電磁輻射和抗干擾問(wèn)題也隨之而來(lái)。
電梯的工作場(chǎng)所存在大量的干擾源，如供電系統(tǒng)的電流往往不是純凈50Hz的正弦波，而可能含有高次諧波或尖峰高壓成分；控制柜主電腦與各節(jié)點(diǎn)微處理器（轎內(nèi)操縱箱、轎頂控制箱、各層站呼梯面板等）的前后通道及其傳輸線之間容易竄入干擾信號(hào)；調(diào)壓調(diào)頻調(diào)速電梯變頻器產(chǎn)生的高次諧波和電磁干擾等。因此必須著力解決電梯控制系統(tǒng)的電磁兼容性的問(wèn)題。
一、利用軟件來(lái)達(dá)到電磁抗干擾
1、利用軟件陷阱
微處理器受到干擾后，往往會(huì)把操作數(shù)當(dāng)作操作碼來(lái)執(zhí)行，使程序的正確執(zhí)行順序被攪亂且“亂飛”即程序彈飛。在非程序塊中設(shè)置一些先進(jìn)程序，當(dāng)有干擾侵入程序彈飛時(shí)就掉入這些陷阱，在非程序區(qū)用反復(fù)命令來(lái)填滿。在陷阱處強(qiáng)令程序進(jìn)入初始狀態(tài)，避免出現(xiàn)故障死機(jī)等現(xiàn)象，當(dāng)電梯正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)進(jìn)入該非程序塊。這樣無(wú)論程序計(jì)數(shù)器失控后指向哪一字節(jié)，最終都能讓程序回到初始復(fù)位狀態(tài)。
2、利用看門(mén)狗定時(shí)復(fù)位技術(shù)
將看門(mén)狗定時(shí)復(fù)位技術(shù)設(shè)置為監(jiān)視跟蹤定時(shí)器，以監(jiān)視程序運(yùn)行狀態(tài)。定時(shí)器的定時(shí)間隔稍大于程序正常運(yùn)行一個(gè)循環(huán)的時(shí)間，而在主程序正常運(yùn)行過(guò)程中執(zhí)行一次定時(shí)器時(shí)間內(nèi)常數(shù)刷新操作。這樣只要程序正常運(yùn)行，定時(shí)器就不會(huì)出現(xiàn)定時(shí)中斷。而當(dāng)電梯控制系統(tǒng)中的微處理器受到外界干擾，產(chǎn)生程序彈飛或故障死機(jī)失常時(shí)，則無(wú)法按時(shí)刷新定時(shí)器內(nèi)常數(shù)而導(dǎo)致定時(shí)中斷，利用定時(shí)中斷服務(wù)程序?qū)⑾到y(tǒng)復(fù)原。
3、利用開(kāi)機(jī)自檢技術(shù)
電梯控制柜通電后，主電腦首先進(jìn)行包括各輸入、輸出端口，各節(jié)點(diǎn)內(nèi)的通訊，電梯目前的狀態(tài)、位置、安全回路、門(mén)回路等正常與否的自檢。一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，則進(jìn)入故障狀態(tài)，封鎖正常的快車(chē)運(yùn)行，直到故障排除，才能進(jìn)入正常運(yùn)行程序。之后，主電腦始終監(jiān)視著電梯的速度、位置及門(mén)回路和安全回路的狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)情況異常，主電腦便立即發(fā)出指令切斷快車(chē)運(yùn)行回路，然后慢車(chē)平層，并進(jìn)行自我故障排除或停梯報(bào)警。
4、利用指令冗余法
軟件編程時(shí)應(yīng)盡可能多采用單字節(jié)指令，并在關(guān)鍵的地方人為地插入一些單字節(jié)指令，或?qū)⒂行巫止?jié)指令重復(fù)多寫(xiě)，這便是指令冗余。微處理器受到干擾后，往往會(huì)把操作數(shù)當(dāng)作操作碼來(lái)執(zhí)行，使程序的正確執(zhí)行順序被攪亂。若程序彈飛到某一單字節(jié)指令上，則可自動(dòng)納入正確軌道。
5、利用反復(fù)指令采樣延時(shí)法
針對(duì)干擾的隨機(jī)性，編程時(shí)可以采取反復(fù)輸出指令的辦法來(lái)克服輸出干擾。即在數(shù)據(jù)或控制信號(hào)輸出后，以最快的速度、最短的周期反復(fù)輸出原來(lái)的指令信息。這樣當(dāng)電梯控制系統(tǒng)接收到錯(cuò)誤信息后，還未來(lái)得及作出有效的反應(yīng)，錯(cuò)誤信息已被糾正。
當(dāng)電梯控制系統(tǒng)的干擾來(lái)自各層呼梯按鈕和轎內(nèi)操作按鈕時(shí)，由于干擾信號(hào)一般為持續(xù)時(shí)間很短的尖峰脈沖，因此在滿足采樣要求的前提下，將采樣延時(shí)一定時(shí)間，等輸入信號(hào)穩(wěn)定后再進(jìn)行取樣并輸入微處理器，即可消除輸入干擾。這樣可提高電梯控制系統(tǒng)的可靠性和安全性。
二、利用硬件來(lái)達(dá)到電磁抗干擾
1、利用電磁干擾濾波器
在變頻器電源輸入端串接抗電磁干波器擾濾波器，該濾波器是一種電感加電容型濾。VVVF電梯大多采用脈寬調(diào)制技術(shù)，通過(guò)高頻半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件來(lái)產(chǎn)生一定寬度和極性的高頻電壓脈沖控制信號(hào)。由于開(kāi)關(guān)控制的非線性，必然導(dǎo)致系統(tǒng)的非線性，從而產(chǎn)生高次諧波，產(chǎn)生尖峰電流和脈動(dòng)電壓。濾波器內(nèi)的電感能阻止脈動(dòng)電流，電容則能對(duì)脈動(dòng)電壓進(jìn)行吸收。
為了使該濾波器能更有效地發(fā)揮作用。安裝時(shí)還應(yīng)注意濾波器盡量靠近變頻器安裝，且二者之間盡可能用扁平導(dǎo)線連接，以減少高頻阻抗；濾波器輸入輸出端均有接地點(diǎn)，該接地點(diǎn)要與其外殼相連；濾波器與電源連接前必須先接地。
2、利用接地法
這里所講的接地，并非一般意義上的安全接地，而是抗干擾用的接地。在高頻區(qū)域，二者有著顯著的差別。抗電磁干抗接地要求有很低的高頻阻抗。下面就電梯控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出一些接地方法。
擬量輸入信號(hào)與屏蔽的接地分為5種情況。①不同的接地點(diǎn)之間應(yīng)用扁平地線連接在一起（扁平線比圓線具有較低的高頻阻抗）；②如果信號(hào)源端與差分放大電路端都必須接地，則對(duì)信號(hào)必須采用變壓器或光電隔離等措施，且屏蔽體在信號(hào)源端接地；③如果信號(hào)源不接地，差分放大電路端接地，則屏蔽體應(yīng)在放大器端接地，且接地應(yīng)保證從放大器到大地的電阻應(yīng)符合要求；④如果信號(hào)源需接地，差分放大器端不接地，則屏蔽體應(yīng)在信號(hào)源端接地；⑤如果可以選擇在信號(hào)源端或放大電路端接地，則可將信號(hào)線與屏蔽層在信號(hào)源處接地。
路板內(nèi)的信號(hào)接地分為2種情況。①對(duì)于純數(shù)字電路的電路板，各器件可以允許多點(diǎn)接地，但地線應(yīng)盡可能粗，并盡量減少串聯(lián)接地的情況。尤其對(duì)于高頻信號(hào)器件，電路中應(yīng)采取大面積直接接地，以減少電路間的互相影響；②對(duì)于采用模擬放大器、模擬開(kāi)關(guān)、D/A轉(zhuǎn)換器等高精度模擬器件的電路板，接地必須嚴(yán)格要求。所有模擬器件（包括可能的輸入、輸出）的接地端必須單點(diǎn)并聯(lián)接地，各地線應(yīng)盡量寬，避免串聯(lián)接地形成環(huán)路。
3、利用隔離法
共模干擾是由于微處理器地、放大器地和信號(hào)源地之間存在電位差而產(chǎn)生的干擾，也稱(chēng)為縱向干擾或共態(tài)干擾。
在平衡傳輸中，對(duì)于采用差動(dòng)輸入結(jié)構(gòu)的接受單元而言，共模干擾不起作用。但是，在不平衡傳輸結(jié)構(gòu)中，共模干擾將會(huì)轉(zhuǎn)換為差模干擾而對(duì)接收單元造成影響，而且不平衡程度越大，影響就越嚴(yán)重。
4、利用阻抗匹配法
長(zhǎng)線傳輸干擾是過(guò)程通道干擾的主要因素。電梯控制系統(tǒng)傳輸線上的信息多為數(shù)字脈沖，它在傳輸線上傳輸時(shí)會(huì)出現(xiàn)延時(shí)、畸變、衰減及產(chǎn)生波反射現(xiàn)象。一般，采用終端或始端阻抗匹配，可以消除長(zhǎng)線傳輸中的波反射或把它抑制到最低限度。
5、利用雙絞線法
串模干擾是串聯(lián)于信號(hào)源回路中的干擾，也稱(chēng)橫向干擾或正態(tài)干擾。產(chǎn)生串模干擾的原因有分布電容的靜電耦合、長(zhǎng)線傳輸?shù)幕ジ小⒖臻g電磁場(chǎng)引起的磁場(chǎng)耦合以及50Hz工頻的高次諧頻干擾等。采用雙絞線作為信號(hào)線可以部分抑制外界信號(hào)干擾，用雙絞線作為電梯串行通訊系統(tǒng)中的信號(hào)引線，不但可以降低成本，而且可以有效地控制串模干擾。這是由于雙絞線中每個(gè)絞線環(huán)繞方向的互反特征，從而使各個(gè)小環(huán)路的電磁感應(yīng)互相抵消。另外，采用低通濾波器可以有效地抑制電源高次諧波。
6、利用分設(shè)法
將電梯的控制線路、信號(hào)線路、驅(qū)動(dòng)線路和電源線路分開(kāi)敷設(shè)，可將它們相互間的電磁輻射干擾有效降低。
三、結(jié)語(yǔ)
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