如何使用软硬件进行电磁抗干扰优化？

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：（一）利用软件进行电磁抗干扰1.利用软件陷阱微处理器受到干扰后，往往把操作数当作操作码，程序的正确执行顺序被搅乱，出现程序“弹飞”现象。共模干扰是由微处理器地、放大器地和信号源地之间存在电位差而产生的干扰。

（一）利用软件进行电磁抗干扰

1.利用软件陷阱

微处理器受到干扰后，往往把操作数当作操作码，程序的正确执行顺序被搅乱，出现程序“弹飞”现象。在非程序块中设置一些先进程序，当有干扰入侵时，就掉人这些陷阱，在非程序区用反复命令来填满。在陷阱处强令程序进入初始状态，避免出现死机。这样无论程序计数器失控后指向哪一节，最终都能让程序回到初始复位状态。

2.利用看门狗定时复位技术

将看门狗定时复位技术设置为监视跟踪定时器，以监视程序运行。定时器的定时间隔稍大于程序正常运行的一个循环时间。而在主程序正常运行过程中，执行一次定时器时间内常数刷新操作。这样只要程序正常运行，定时器就不会出现定时中断。而当微处理器受到干扰后，产生程序弹飞或故障死机时，则无法按时刷新定时器内常数，从而导致定时中断，利用定时中断服务程序将系统复原。

3.利用开机自检技术

电梯控制柜通电后，主计算机首先进行包括各输入、输出端口，各节点内的通信，电梯目前的状态、位置、安全回路、门回路等正常与否的自检。一旦发现错误，则进入故障状态，封锁正常的快车运行，直到故障排除。主计算机一旦发现情况异常，立即发出指令，切断快车运行回路，然后慢车平层，进行自故障排除或停梯报警。

4.利用指令冗余法

软件编程时应尽可能多地采用单字节指令，并在关键地方人为地插入一些单字节指令，或将有效单字节指令重复多写，这就是指令冗余。微处理器受到干扰后，往往把操作数当作操作码来执行，使程序的正确执行顺序被搅乱。若程序弹飞到某一条单字节指令上时，则可自动纳入正确轨道。

5.利用反复指令采样延时法

由于干扰具有随机性，编程时可以采取反复输出指令来克服输出干扰。即在数据或控制信号输出后，以最快的速度、最短的周期反复输出原来的指令信息。这样当电梯控制系统收到错误信息后，还未来得及做出反应，错误信息已被纠正。

就当电梯控制系统的干扰来自各层呼梯按钮和轿内操作按钮时，由于干扰信号一般为持续时间很短的尖峰脉冲，因此在满足采样要求的前提下，将采样延时一定时间，等输入信号稳定后，再进行取样并输入微处理器，即可消除输入干扰。从而提高了电梯控制系统的可靠性和安全性。

（二）利用硬件进行电磁抗干扰

1.利用电磁干扰滤波器

在变频器电源输入端串接抗电磁干扰滤波器，它是一种电感加电容型滤波器。由于VVVF电梯能产生高次谐波、尖峰电流和脉动电压，而滤波器内的电感能阻止脉动电流，电容能吸收脉动电压，因此可以实现电磁抗干扰。

安装滤波器时应注意使滤波器尽量靠近变频器安装，二者之间宜用扁平导线连接以减少高频阻抗。滤波器输入输出端均要有接地点，且要与其外壳相连。滤波器与电源连接前必须先接地。

2.利用接地法

该方法是指抗干扰用的接地。在高频区域，抗电磁干扰接地要求有很低的高频阻抗，这是抗干扰用的接地与普通的安全接地的显著不同之处。

模拟量输入信号与屏蔽的接地有以下5种情况：

（1）不同的接地点之间用扁平地线连接在一起，因为扁平线比圆线具有较低的高频阻抗。

（2）如果信号源端与差分放大，电路端都必须接地，对信号必须采用变压器或光电隔离等措施，且屏蔽体在信号源端接地。

（3）如果信号源不接地，而差分放大电路接地，则屏蔽体应在放大器端接地且接地应保证从放大器到大地的电阻应符合要求。

（4）如果信号源接地，差分放大器端不接地，则屏蔽体应在信号源端接地。

（5）如果可以选择在信号源端或放大电路端接地，则可将信号线与屏蔽层在信号源处接地。电路板内的信号接地有两种情况①对于纯数字电路的电路板，各器件可以允许多点接地，但地线应尽可能的粗，并尽量减少串联接地的情况。尤其对于高频信号器件，电路中应采取大面积直接接地，以减少电路间的相互影响。②对于采用模拟放大器、模拟开关、D/A转换器等高精度模拟器件的电路板，接地必须严格要求。所有模拟器件（包括可能的输入、输出）的接地端必须单点并联接地，各地线应尽量宽，避免串联接地形成环路。

3.利用隔离法

在不平衡传输结构中，共模干扰将会转变为差模干扰而对接收单元造成影响，不平衡程度越大，影响越严重。共模干扰是由微处理器地、放大器地和信号源地之间存在电位差而产生的干扰。利用隔离法可以消除或减小共模干扰。

4.利用阻抗匹配法

长线传输干扰是过程通道干扰的主要因素。表现在：电梯控制系统传输线上的信息多为数字脉冲，在传输线上传输时会出现延时、畸变、衰减及产生波反射现象。而采用终端或始端阻抗匹配，可以消除长线传输中的波反射或把它抑制到最低限度。

5.利用双绞线法

串模干扰是串联于信号源回路中的干扰，其产生的原因有分布电容的静电耦合、长线传输中的互感、空间电磁场引起的磁场耦合以及50Hz工频的高次谐频干扰等。采用双绞线作为信号线可以抑制部分外界信号干扰。用双绞线作为电梯串行通信系统中的信号引线，可降低成本，还可有效地控制串模干扰。

5.利用分段法

将电梯的控制线路、信号线路、驱动线路和电源线路分开敷设，可将它们相互间的电磁辐射干扰有效降低。