电气工程中自动化设备的抗干扰策略

电气工程中自动化设备的抗干扰策略

摘要:电气工程及其自动化技术作为电气信息领域新兴的一个学科,在我国工业生产中有着广泛的应用。近年来,国家加强了对电气工程及其自动化技术的理论研究,电气工程及其自动化技术得到了快速的发展,如今自动化设备在国家的生产中出现的频率在不断攀升,我国各行业的生产力水平也得到了极大的提升。但是在自动化设备的使用过程中,由于受到许多干扰因素的影响,这些设备的工作效率出现了一定的下滑,一些干扰因素甚至会影响到自动化设备的使用寿命。如今对自动化设备的抗干扰研究已经成为电气领域中一个重要的课题,本文通过分析自动化设备存在的一些常见干扰因素,并结合专业知识提出相应的抗干扰策略。

关键词:电气工程;自动化设备;干扰;抗干扰措施

1电气工程中自动化设备的干扰因素

自动化设备已经广泛应用于我国的工业、农业、交通和医学等多个领域,自动化技术逐渐改变了原有的大量使用人工劳动力的生产模式,同时自动化设备也可以帮助人们完成精准度更高的生产工作,加快生产效率,这对于我国经济发展有着极其重要的作用。在日常使用中,尽管自动化设备已经达到一个较为成熟的工作模式,但是仍然会出现一些负面影响使得设备的工作达不到预期效果,这是因为自动化设备在工作过程中存在着一系列干扰因素,自动化设备在这些干扰因素的影响下总体性能会出现一定的下降,从而导致设备的工作效果不如预期。如今电气工程行业加大了对自动化设备的干扰因素的研究,并大体上总结出了以下几种干扰模式:

1.1电磁干扰

电磁干扰是自动化设备工作中最常见的干扰,按照干扰模式主要可以划分为内部干扰和外部干扰两种。内部干扰是指内部系统结构、元件精准度、元件布局等因素导致设备出现一定的工作误差,对自动化设备的精确度会造成较大的影响,直接影响到自动化设备的整体性能;外部干扰则主要包括高电压、电磁波对设备运行造成的干扰,外部干扰主要体现在自动化设备系统中各组成部分之间的相互干扰,同样会影响到整个系统的工作效率。只有最大限度地降低电磁干扰的影响,自动化设备才能完成高效精准的工作。

1.2二次回路干扰

二次回路干扰主要来源于电路中的电感元件,部分电感元件在电路中发生断路时会出现一个高频干扰电压,这个高频干扰电压不仅会对本回路的自动化设备产生影响,还会干扰到相邻回路上自动化设备的工作。只有降低整个系统中的二次回路干扰,才能保证每个自动化设备的正常工作,这样系统的运行才会更加高效。

1.3信号干扰

根据信号种类的不同,信号干扰可以分为差模干扰和共模干扰。差模干扰是指在较长的运输过程中,由于元器件之间出现了互感耦合,电路中会产生一个差模信号,而且随着传输距离变大,这个差模信号也会不断变大,从而导致自动化设备的性能大大降低;共模干扰主要是指自动化设备在工作时受到某个电位的影响,整个系统都会出现一系列的异常反应,会影响到整个系统的工作。

1.4电位差干扰

在自动化设备工作系统中,接地系统是一个极其重要的部分,当接地系统出现故障时,变电站会产生一个妨碍电流,通过接地元件后会产生一个电位差,这个电位差会干扰所有用电设备的工作。电位差干扰会对自动化设备产生不同程度的影响,严重的电位差干扰甚至会损坏电路中的电缆,这对自动化设备来说是一个极大的隐患。

1.5人为操作干扰

除去自动化设备和系统的内部干扰,操作员工的操作水平也是影响到自动化设备工作的重要因素。由于我国对电气领域的研究时间还比较短,电气工程行业的培训制度还不够完善,目前电气行业人员的工作素质参差不齐,一些工人无法掌握好自动化设备的使用技巧,在日常使用中出现一些不恰当的操作,另外操作人员对设备的维护工作做得不到位往往也是导致自动化设备工作性能降低的一大原因。中国在现代化生产过程中对自动化设备的依赖度较高,全面提高操作人员的工作素质是整个行业迫切需要解决的问题。

2电气工程中自动化设备的抗干扰策略

随着自动化技术的不断发展,国家对自动化设备中抗干扰的研究越来越重视,从自动化设备的研发阶段到生产过程,再到设备的使用和维护阶段都对自动化设备的抗干扰能力进行了深度研究。只有形成科学的抗干扰理论,采取恰当的抗干扰手段,才能将自动化设备的干扰降到最低,这对于提高我国的生产水平有着积极意义。由于自动化设备的干扰因素较为复杂,目前国内自动化设备的抗干扰研究主要集中在印刷版和电路布局、开关电源和信号传输三个方面,同时笔者认为操作人员的工作素质也是探究自动化设备抗干扰策略的一个重要方向。

2.1印刷版和电路布局

对电路印刷版布局的研究是针对自动化设备的研发阶段。设计师通过采用集成电路可以减少电路布线,可以降低系统线路过多带来的电磁干扰和二次回路干扰;合理设计元器件之间的距离,避免元器件在工作过程中相互之间产生影响;采用多层印刷版,增大板间容抗,对一些干扰可以产生缓冲作用;利用新型印刷版较好的屏蔽性,减少电路之间的相互耦合,增加系统线路的稳定性。从自动化设备的研发阶段做好抗干扰工作的研究,可以从根本上提高自动化设备的抗干扰能力。

2.2开关电源

电源的工作关系到所有用电设备的正常使用,电源在工作过程中通断瞬间会导致自动化设备内部产生若干效应,对用电设备及其周围会产生一定程度的干扰,因此可以在电源的周围设置屏蔽层,将电源通断瞬间产生的不良影响降到最低。同时在选择电源时要根据设备的需求选择功率合适的电源,尽量减少因电源质量较差、电源功率不匹配给设备带来的负面影响。

2.3信号传输

在信号的传输过程中,线路传输性能、传输长度等都会影响到自动化设备的性能。在传输过程中尽量做到差时段传输,降低信号在同时传输的过程中线路之间出现的信号干扰;优化信号的传输路线,减少传输距离,降低传输过程中的信号损失;另外还要提高线缆的质量和屏蔽性能,避免出现线缆故障或者线缆之间发生信号串扰的现象。

2.4提高工作人员的工作素质

尽管自动化设备在工作过程中不需要过多的人为操作,但是偶尔一些不当的人为操作还是会对设备的工作和性能造成较大干扰。在发展自动化技术的同时还要做好对操作人员的素质培训工作,工作人员应当具备较强的责任意识,从自动化设备的安装、使用到维护都应该养成良好的操作习惯。只有操作人员的工作能力得到提升,对自动化设备的抗干扰能力的研究成果才能得到正确的应用。

3结语

电气工程及其自动化技术已经成为我国电气领域中重要的组成部分,对我国各个行业生产力的提高都有着决定性的作用。由于内外环境的影响,自动化设备在工作过程中会出现较多的干扰因素,这些因素会影响到设备的性能和工作效果。目前我国电气行业在自动化设备的抗干扰研究中投入了大量的人力物力,对自动化设备抗干扰的研究工作已经取得了较大的进展,但是我们应当意识到对自动化设备抗干扰能力的研究是一个持续性的过程,只有不断提高自动化设备的抗干扰能力,自动化设备才能为我国的经济发展提供更大的帮助。同时,受制于自动化技术的研究水平,目前我国自动化设备超过七成被外资企业占据,国内自动化设备厂商面临着极其激烈的竞争,为了加强中国电气领域在世界上的竞争力,我们有责任加快对电气工程及其自动化技术的理论研究,争取让我国的自动化技术达到世界顶尖水平,为中国梦的实现打下坚实的基础。

参考文献

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作者:张传兴 单位:六盘水师范学院