如何處理伺服系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)的干擾問(wèn)題

1、如何處理伺服系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)的干擾問(wèn)題2010-12-12 19:44:00來(lái)源：歐姆龍臺(tái)達(dá)鄭州銷售處一,應(yīng)用背景在我們的伺服應(yīng)用中經(jīng)常遇到干擾問(wèn)題，造成不可預(yù)知的誤動(dòng)作或者報(bào)警， 使得伺服不能按照指定的方式正常運(yùn)行，甚至燒毀驅(qū)動(dòng)器，而且產(chǎn)生問(wèn)題的 原因排除起來(lái)也比較困難。經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)資料，和工作中處理干擾問(wèn)題的一 些經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合近來(lái)在氮弧焊機(jī)中所遇到的干擾問(wèn)題，探討一下如何處理干 擾。二,氮弧焊機(jī)產(chǎn)生的干擾源氮弧焊機(jī)采用高頻引弧。引弧時(shí)，讓鴇極末端與焊接表面之間保持一定的 小間隙，然后，接通高頻振蕩器脈沖引弧電路，使間隙擊穿放電而引燃電 弧，高壓電擊穿后再由大電流導(dǎo)通穩(wěn)弧。鴇極氮弧焊機(jī)采用高頻引弧時(shí)

2、， 由于焊機(jī)利用頻率達(dá)幾十萬(wàn)赫茲，電壓高達(dá)數(shù)千伏的高頻高壓擊穿空氣問(wèn) 隙形成電弧，因此高頻引弧是一個(gè)很強(qiáng)的諧波干擾源?；『改孀冸娫磳?duì)電 網(wǎng)來(lái)說(shuō)，本質(zhì)上是一個(gè)大的整流電源，由于電力電子器件在換流過(guò)程中產(chǎn)生 前后沿很陡的脈沖，從而引發(fā)了嚴(yán)重的諧波干擾。逆變電源的輸入電流是一 種尖角波，使電網(wǎng)中含有大量高次諧波。電壓諧波和電流諧波之間存在嚴(yán)重 相移,導(dǎo)致焊機(jī)的功率因數(shù)很低。三,處理干擾的措施在本案例中，氮弧焊機(jī)電源與伺服驅(qū)動(dòng)器供電電源分別供給。氮弧焊機(jī)電 源用隔離變壓器隔離，伺服電源線外套一個(gè)扼流圈后送入有源功率濾波器， 經(jīng)過(guò)濾波后，再送至開(kāi)關(guān)電源。伺服驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)力電源和控制電源用2個(gè)開(kāi)關(guān)電源分別供

3、電，且在接入驅(qū)動(dòng)器前分別套一個(gè)扼流圈。驅(qū)動(dòng)器電源與 控制（編碼器）電源均連接了屏蔽線，并確保單端可靠接地。四.系統(tǒng)接線圖五,應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的干擾源1 .來(lái)自空間的輻射干擾空間輻射電磁場(chǎng)主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、雷電、無(wú)線電廣播和雷達(dá)等產(chǎn)生的， 通常稱為輻射干擾。其影響主要通過(guò)兩條路徑：一是直接對(duì)伺服內(nèi)部的輻 射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；二是對(duì)伺服通信網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通信線路感應(yīng) 產(chǎn)生干擾。此種干擾發(fā)生幾率比較少，一般通過(guò)設(shè)置屏蔽電纜進(jìn)行保護(hù)。2 .來(lái)自系統(tǒng)外引線的干擾這種干擾主要通過(guò)電源和信號(hào)線產(chǎn)生，通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我 國(guó)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)較為嚴(yán)重，主要有下面三類：第一類是來(lái)自電源的干擾。實(shí)踐證明，因電源引入的

4、干擾造成伺服控制系 統(tǒng)故障的情況很多，一般通過(guò)加穩(wěn)壓器等設(shè)備解決。第二類是來(lái)自信號(hào)線引入的干擾。此干擾主要有兩種信息途徑：一是通過(guò)變 送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾， 這往往被忽視； 二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾，這種干擾往往非常嚴(yán)重。由信號(hào)引入的干擾會(huì)引起電路板元件工作異常，嚴(yán) 重時(shí)將引起元器件損傷。對(duì)于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干 擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)和死機(jī)?？刂葡到y(tǒng) 因信號(hào)引入干擾造成內(nèi)部元器件損壞，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。 此種干擾經(jīng)常發(fā)生于信號(hào)距離長(zhǎng)的應(yīng)用案例上， 常采用加中繼隔離的方法，

5、 來(lái)屏蔽掉感應(yīng)電壓，解決干擾問(wèn)題。第三類是來(lái)自接地系統(tǒng)混亂的干擾。眾所周知接的是提高電子設(shè)備抗干擾 的有效手段之一，正確的接地既能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；但是錯(cuò)誤的接地反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào)，使系統(tǒng)無(wú)法正常工作。一般說(shuō)來(lái)，控制系 統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等，如果接地系統(tǒng)混亂， 對(duì)伺服系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均，不同接地點(diǎn)間存在地 電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層兩端A、B都接地，就存在地電位差，有電流流過(guò)屏蔽層。當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷電 擊時(shí)，地線電流將更大。止匕外，屏蔽層、接地線和大地可能構(gòu)成閉合環(huán)路， 在變化磁場(chǎng)的作用下，屏蔽層內(nèi)會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)

6、電流，干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng) 地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生地地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分 布，影響伺服電路的正常工作。解決此類干擾的關(guān)鍵就在于分清接地方式， 為系統(tǒng)提供良好的接地性能。3 .來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部的干擾主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路相互輻 射、模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬 于控制器制造廠家對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容，一般在成熟的系 統(tǒng)中很少發(fā)生。六,對(duì)于干擾的處理措施1 .加裝濾波器和電抗器濾波是一種抑制傳導(dǎo)干擾的方法。在電源輸入端接上濾波器，可以抑制來(lái) 自電網(wǎng)的噪聲對(duì)電路本身的侵害，也可以抑制由電路產(chǎn)生并向電網(wǎng)反饋的

7、 干擾。電源濾波器作為抑制電源線傳導(dǎo)干擾的重要單元，在設(shè)備或系統(tǒng)的 電磁兼容設(shè)計(jì)中具有極其重要的作用。它不僅可抑制傳輸線上的傳導(dǎo)干擾， 同時(shí)對(duì)傳輸線上的輻射發(fā)射也具有顯著的抑制效果。所有電源濾波器都必須接地，因?yàn)闉V波器的共模旁路電容必須在接地時(shí)才起作用。一般的接地 方法是除了將濾波器與金屬外殼相接之外，還要用較粗的導(dǎo)線將濾波器外 殼與設(shè)備的接地點(diǎn)相連。接地阻抗越低濾波效果越好。濾波器盡量安裝在 靠近電源入口處。濾波器的輸入及輸出端要盡量遠(yuǎn)離，避免干擾信號(hào)從輸 入端直接耦合到輸出端。2 .安裝隔離變壓器隔離變壓器初級(jí)電壓是電網(wǎng)電壓，這個(gè)電壓是針對(duì)于大地的電壓，而隔離 變壓器次級(jí)電壓和大地不相連的。 如果線圈比例為1: 1的話，兩邊電流相 同，進(jìn)行電氣隔離；可以消除部分諧波，有效的降低零地電壓。3 .外接屏蔽線屏蔽是解決幅射干擾問(wèn)題的重要且有效的手段，目的是切斷電磁波的傳播 途徑。大部分幅射干擾問(wèn)題都可以通過(guò)電磁屏蔽來(lái)解決，用電磁屏蔽的方 法解決電磁干擾問(wèn)題不會(huì)影響電路的正常工作。七.結(jié)束語(yǔ)控