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1、研究與探討PID控制回路在實際工況中抗干擾淺談1223趙悅趙穎錢紅海黃清（1.北京金自天正智能控制股份有限公司，北京100071；2.北方工程設(shè)計研究院有限公司，河北石家莊050011；3.首都信息發(fā)展股份有限公司，北京100050）摘要：實際應(yīng)用中控制系統(tǒng)受到干擾的種類，總結(jié)PID控制系統(tǒng)工程應(yīng)用的抗干擾設(shè)計及各種措施。關(guān)鍵詞：PID干擾源；電磁干擾；接地；信號屏蔽中圖分類號：TU74文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1674—3024（2013）12—618—02干擾信號，均可用差模和共模干擾信號來表示。差模干擾前言在兩導(dǎo)線之間傳輸，屬于對稱性干擾；共模干擾在導(dǎo)線與人類生活在
2、特定的電磁環(huán)境中，任何地方均存在電磁地（機殼）之間傳輸，屬于非對稱性干擾。在一般情況下，干擾（ElectromagneticInterference，EMI）。對工業(yè)、民用的差模干擾幅度小、頻率低，所造成的干擾較小，共模干擾大部分電力、電子設(shè)備而言，雷電是主要的電磁波干擾源，幅度大、頻率高，還可以通過導(dǎo)線產(chǎn)生輻射，所造成的干而人為干擾源就來自于各種電氣設(shè)備本身。隨著電子電路擾較大。及電子技術(shù)在家庭、工業(yè)、交通、國防等領(lǐng)域日益廣泛的1.2PID控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源應(yīng)用，這些人為的電磁波干擾逐漸成為一個環(huán)境污染問題。1.2.1來自實際工況空間的輻射干擾尤其是電子設(shè)備
3、的數(shù)字化、高頻化，有源網(wǎng)絡(luò)也向著小型化、空間的輻射電磁場主要由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)高頻化的方向發(fā)展，電磁干擾的危害性越來越大，使有限過程、雷電、無線電廣播、雷達、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生，空間內(nèi)的電磁環(huán)境更為惡化。目前，許多電器設(shè)備和系統(tǒng)通常成為輻射干擾，其分布極為復(fù)雜。若PID控制系統(tǒng)置能否在應(yīng)用現(xiàn)場正常運行，很大程度上取決于自身抗EMI于射頻場內(nèi)，就回收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路的水平。徑：（1）直接對PID內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；此次僅以PID（比例-積分-微分控制器）這種常見（2）對PID控制系統(tǒng)接線及傳感器信號的輻射，由通信線的控制器為例，簡單
4、分析一下實際工況下的抗干擾措施。路的感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)PID控制器是一個在工業(yè)控制應(yīng)用中常見的反饋回路部件。生的電磁場大小有關(guān)，特別也與現(xiàn)場設(shè)備的頻率有關(guān)，一這種控制器把收集到的數(shù)據(jù)和一個參考值進行比較，然后般可以通過設(shè)置屏蔽電纜和PID自帶的局部屏蔽元件進行把這個差別用于計算新的輸入值，這個新的輸入值的目的保護。是可以讓系統(tǒng)的數(shù)據(jù)達到或者保持在參考值。和其他簡單1.2.2來自系統(tǒng)外線路的干擾的控制運算不同，PID控制器可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和差別的（1）來自電源的干擾。PID控制系統(tǒng)的正常供電電源出現(xiàn)率來調(diào)整輸入值，這樣可以使系統(tǒng)更加準(zhǔn)確、更加穩(wěn)
5、均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間定。可以通過數(shù)學(xué)的方法證明，在其他控制方法導(dǎo)致系統(tǒng)電磁干擾。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，開關(guān)操作浪涌，大型有穩(wěn)定誤差或過程反復(fù)的情況下，一個PID反饋回路卻可電力設(shè)備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路狀以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能，態(tài)沖擊等，都會通過輸電線路傳到電源里邊。PID電源為而盡管PID控制器在設(shè)計制造時已采取了很多措施，使它了防止這些干擾通常會采用隔離電源，但由于機構(gòu)及制造對工業(yè)環(huán)境比較適應(yīng)。但是，為了確保整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，工藝因素，使其隔離性能并不理想。實際上，由于分布參還是應(yīng)當(dāng)盡量使P
6、ID控制器有良好的工作環(huán)境條件，并采數(shù)特別是分布電容的存在，絕對隔離是不可能的。取必要的抗干擾措施。（2）來自信號線引入的干擾。與PID控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會有1電磁干擾源及對系統(tǒng)的干擾外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：a.通過共用1.1干擾源及干擾的一般分類信號儀表供電電源串入的電網(wǎng)干擾，往往被忽視；b.信號影響PID控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)備線受到空間電磁輻射感應(yīng)的干擾即信號線上的外部感應(yīng)干的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，擾，這是很嚴(yán)重的。由信號線引入干擾會引起信號間的互這些電荷劇烈移動的部
7、位就是噪聲源，即干擾源。干擾類相干擾，造成邏輯數(shù)據(jù)變化，最終會影響比例積分微分的型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲干擾模式和噪聲的波形性計算結(jié)果，導(dǎo)致測量精度下降，引起對信號測控的嚴(yán)重失質(zhì)不同劃分。其中，按噪聲產(chǎn)生的原因不同分為放電噪聲、真和誤動作。浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質(zhì)不同，（3）來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾。接地是提高電子設(shè)分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按噪聲干擾模式不同，分為備電磁兼容性的有效手段之一。正確的接地既能抑制電磁共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾，而錯誤的接地用
