控制系統(tǒng)抗電磁干擾研究

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1、流量裝置控制系統(tǒng)及其抗干擾的研究各種流量測量儀表在研制工作中有大量實驗工作，以便充分掌握儀表動態(tài)特性，進一步驗證或改進設計。在流量計主產(chǎn)過程中，除標準節(jié)流裝置以外均需逐臺檢定，以確定流量計儀表系數(shù)、不確定度、重復性和量程范國等技術指標。這些工作都需要在流量標準裝置上進行，因此，裝置的研究和應用是流量計量和測試技術發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。流量標準裝置的性能，主要由流量穩(wěn)定性、裝置不確定度、可靠性以及自動化程度來體現(xiàn)?？刂葡到y(tǒng)是裝置最核心的要素裝置的控制系統(tǒng)不僅決定了裝置的可靠性及口動化程度，其不確定度也在很大程度上影響了裝置的整體不確定

2、度水平。裝置的整體的不確定性水平是衡量其性能的重要參數(shù)。由于在流量校準裝置的使用環(huán)境的電磁干擾，控制系統(tǒng)的性能大大偏離預期的指標。因此，如何消除或減少電磁干擾對控制系統(tǒng)的影響已成為提高設施的整體性能水平的關鍵問題。裝置引入干擾的形式主要是電磁干擾，電磁干擾的種類較多，傳播方式、干擾途徑不盡相同，對自動化裝置的可靠運行危害極大。而不同的生產(chǎn)裝置及所在區(qū)域，干擾的來源、類型、強度、分布是不同的，所涉儀表設備要求也不完全相同。因此應有針對性地選用正確合理的抗干擾措施，對不同的對象和環(huán)境,采取不同的杭干擾措施。鑒于此本文將對流量裝置控

3、制系統(tǒng)及其抗干擾進行研究。第一章緒論11.1抗干擾研究的目的和意義11.2氣體流量裝置控制系統(tǒng)設計的背景11.3論文的主要內容和結構1第二章控制系統(tǒng)干擾產(chǎn)生機理的研究32.1研究對象的介紹32.2干擾現(xiàn)象及干擾對裝置的影響42.3主要干擾源及其干擾產(chǎn)生的基本原理52.3.1變頻器電磁干擾的現(xiàn)象和干擾機理52.3.2步進電機干擾產(chǎn)生的機理72.3.3調節(jié)閥繼電器電磁干擾的機理72.4干擾的主要傳播途徑82.4.1干擾在供電電源方向上的傳播92.4.2干擾在接地線方向上的傳播102.4.3干擾在信號線方向上的傳播112.5干擾使脈

4、沖計數(shù)出錯作用機理11第三章抗干擾的措施123.1解決電磁干擾問題的方法123.2對干擾源采取的措施123.3電源分配的抗干擾措施133.4接地方面的抗干擾措施143.5控制系統(tǒng)合理布線143.6新型信號線濾波電路的設計153.6.1脈沖量濾波器結構的設計153.6.2脈沖量濾波電路參數(shù)的選擇152.6.3模擬量濾波電路的設計183.7抗干擾的效果20第四章音速噴嘴氣體裝置控制系統(tǒng)的設計224.1音速噴嘴裝置的工作原理224.2控制系統(tǒng)硬件設計234.3控制系統(tǒng)硬件的功能233.3.1供電234.3.2數(shù)據(jù)采集功能244.3.

5、3輸出控制信號254.3.4故障發(fā)生急停按鈕264.3.5扌旨示功能264.3.6通訊功能274.4控制柜的設計27第五章總結30第一章緒論1.1抗干擾研究的目的和意義流量標準裝置是流量量值傳遞的標準，其研究和應用一直以來都是流量讓量和測試技術發(fā)展的重要壞節(jié)。隨著工業(yè)發(fā)展對流量計量精度要求的不斷提高，對流量標準裝置的性能要求也與FI俱增。流量標準裝置的性能主要通過流量穩(wěn)定性、裝置不確定度、可靠性以及自動化程度來體現(xiàn)。其中，裝置的整體不確定度水平?jīng)Q定了裝置的檢定水平，是流量裝置最重要的性能評定指標。裝置的控制系統(tǒng)不僅決定了裝置的

6、可靠性及自動化程度，其不確定度也在很人程度上影響了標準裝置的整體不確定度水平。控制系統(tǒng)的不確定性決定了標準設施的總體不確定性水平。但流量裝置實際使用現(xiàn)場中存在著大量的電磁干擾，常常使數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作性能偏離預期指標，數(shù)據(jù)采集和處理出現(xiàn)嚴重偏差，干擾強烈時其至還會使數(shù)據(jù)采集板卡損毀，對自動化裝置控制系統(tǒng)的可靠運行造成極人危害，同時也嚴重影響了流量裝置的整體不確定度水平。因此，如何消除或減小電磁干擾對裝置控制系統(tǒng)的影響，就成為決定裝置整體性能水平的關鍵問題。1.2氣體流量裝置控制系統(tǒng)設計的背景日本SMC公司技術研究部，委托天津大學

7、設計一套高精度流量傳感器檢驗設備（要求：產(chǎn)品精度的10倍），介質為空氣，介質溫度可變，壓力為0.3MPa?0.4MPa,流量設定精度為量程的0.1%,裝置精度小于產(chǎn)品精度的1/10,據(jù)量程為10-2000L/mino根以上要求，我們設計了中壓閉環(huán)高精度音速噴嘴氣體流量裝置。并利用對新二號裝置控制系統(tǒng)抗干擾研究的成果，設計了MSC音速噴嘴氣流量裝置的控制系統(tǒng)。1.3論文的主要內容和結構木文以天津大學流量實驗室新二號水流量裝置為研究平臺，針對遇到的實際問題，對干擾源、干擾的產(chǎn)生和傳播、脈沖計數(shù)板卡計數(shù)出錯機理進行了分析，同吋還從干

8、擾源、接地、電源分配、控制系統(tǒng)布線、信號線濾波電路5個方面對流量裝置控制系統(tǒng)的抗干擾措施進行了研究，總結岀了流量裝置控制系統(tǒng)干擾問題解決方法。并將總結出來的經(jīng)驗和結論應用于SMC氣體裝置控制系統(tǒng)的硬件設計。本文采用順序結構，第二章分析干擾產(chǎn)生的原理，傳播途徑以及干擾對裝置的影