计算机系统干扰来源影响范文

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《电子测试杂志》2015年第四期

1干扰的来源

1.1信号干扰信号干扰实际上就是控制系统中的感性元件，在信号线上工作的时候，容易产生噪声干扰。这是由于电流在通过感性元件的时候，产生了电磁场，它与电流本身的磁性相冲而形成的。其他的情况如空间磁暴、雷电等都会使感性元件信产生电磁干扰进行形成信号干扰。还有一种情况，就是当供电电压出现一定幅度的波动时，会造成感性元件的识别不能，进而产生假信号干扰到系统工作。

1.2接地干扰由于实际施工的时候，难以做到每个设备接地点之间的电位绝对均匀，因此会在较近的几处接地点形成一个小型的环形电路，有时在一条较长的线路上会形成若干处类似的电路。它们既会产生静电干扰，也会产生信号干扰，直接影响到了计算机的控制系统。如果控制室的等电位接地系统没有做好接地的工作，一旦发生较大的放电现象，或者出现磁暴和雷击的情况，都会对现场的仪表甚至仪表箱造成损坏，严重影响计算机控制系统的正常工作。

1.3干扰的影响干扰对于计算机控制系统的损坏十分严重。静电干扰和电源干扰会对附近的元器件造成较大的损坏，严重的话还会导致计算机的死机。信号干扰会使系统接收到的信号失真，甚至是出现错误的信号。这样的话，经过系统处理所得出的输出信号也会是错误的。这对于整个系统来说是不可估量的损失。

2抗干扰措施

2.1屏蔽屏蔽的含义就是对干扰源进行抑制甚至隔离，尽量减低它对周围的影响。常见的抑制干扰源的方法有两种。1）远离技术，也就是隔离。将干扰源的位置设置在远离于易受干扰的元器件的位置，这种方法是目前普遍采用的隔离手段，成本低廉且效果明显。还要注意强电的回路线必须设置一条单独的线路，绝对不能贪图省事省力而与信号线混在一起，这样会增加出现干扰信号的几率。强度不同的信号线之间也要做好隔离措施，保证线路之间的不会出现平行走向，避免彼此的电磁互相干扰，最好将两种线路正相交，来降低这种干扰的影响。还有就是不同的电平要按照高低区分开来，不能通过同一根电缆来进行连接，也不能接入同一个插件，避免在电路之中形成小型的回路。静电耦合干扰是指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合，在电缆中产生了电势，从而对周围的电路及元器件产生了干扰。一般采取的措施就是远离技术，将控制电缆设置在远离电气回路的位置，其距离不得小于导体直径的40倍。在这个距离下，干扰的程度明显减弱。2）屏蔽技术，也就是抑制。将屏蔽设备设置在干扰源的周围，使其干扰作用大大减弱，同时将屏蔽设备接地，就可以将电源等大型电器设备产生的干扰源屏蔽掉，降低了它对附近导线和回路的干扰作用。对于耦合电路，可以同时使用同轴电缆和双绞线的组合线路来屏蔽耦合电路的干扰。因为同轴电缆接地后，就能够很好地屏蔽电场的耦合干扰；配合上双绞线的磁场屏蔽作用，两者结合能够达到完全屏蔽电源干扰的综合效果。还可以采用双绞屏蔽线来阻止其干扰。采用双绞屏蔽线的原因它兼具有双绞线和同轴电缆两者的优点，它不仅对电场干扰有屏蔽作用，而且也对磁场干扰有抑制作用。静电感应干扰是指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。干扰的大小取决干扰源电缆产生的磁通量的大小，控制电缆形成的闭环面积和干扰源电缆与控制电缆间的相对角度。一般采取将控制电缆与主回路电缆或其它动力电缆分离铺设的方法，其分离距离不得低于10cm，以30cm左右为最佳。如果分离电缆的作业比较难以实现，可以将控制电缆穿过铁管进行铺设，也就是通过屏蔽技术来降低干扰。

2.2接地在目前所采用的计算机控制系统中，大多数都是通过接地来抑制噪声和防止干扰的。在屏蔽技术中也多次提到了接地的方法，两者如果能够很好地配合使用，对于降低噪声干扰有着十分理想的效果。接地的时候要进行合理的地线配置，这样能够有效地避免形成地线环路，从而避免了接地干扰。接地干扰有很多种，常见的有屏蔽体接地和信号接地造成的干扰，还有对于弱电压电流回路及任何不合理的接地所诱发的干扰，例如在一条线路上设置了两个以上的接地点，那么邻近的两个接地点就会产生电位差，从而形成电势，这样就会对附近的线路和元器件产生干扰。对于接地干扰常见的措施就是在控制电缆的任意一点选择一个接地点，也就是所谓的一点接地法。一点接地法可以分为两种，串联和并联。两种措施各有各的用处，要根据实际情况采用最合理的措施。如果要防止噪声干扰，那么应当选择并联接地的方法，因为串联接地的抗干扰性能不如并联接地。还要将接地线与信号线区分开来，避免共同使用造成不必要的干扰。还要注意电缆的接地要在变频器侧进行，专门使用单独的接地端子，避免与其它接地端子共用。接地端子的引接点电阻也要控制在合理范围之内，以免电阻过大产生干扰。做好接地措施也是为了有效地保证安全。整个计算机控制系统，包括机箱、机柜及其内部零件都应接地。机箱和机柜接上了可靠的地线，就相当于与大地连接起来，那么电源就变成了零电位，对于维持机器的正常运转和保证操作人员的人身安全，有着重要的作用。内部的零件多数为金属件，其接地是需要靠绞链等部件来实现的，如果接地措施不到位，那么系统运行就会受到影响，甚至会出现停机和死机的现象。还要预防内部零件的电化腐蚀，同时注意不同种类的金属件之间出现电化电压，降低零件的损耗。

2.3软件计算机控制系统也会通过指令限制来增强系统抗干扰的功能。例如非法指令复位和非法指令中断就是系统自身进行干扰处理的主要程序，它能够及时阻止干扰信号进一步破坏系统设备和其他信息。举例说明，如图2所示，扫描输入可借用定时器／计数器的中断输出，也可以在系统设置专门扫描清“O”输入信号。这里时钟取自32kHz石英晶体谐振器。4060为14级分频器。它的输出可根据不同用户需要而设置，以该图为例，最大范围可在250ms左右计满输出，设实际运行的用户程序(或称为子程序)所需工作周期为T’分频器计满时间设为T，T’>T。如果系统正常工作，则分频器永无计满输出信号，一旦工作不正常(飞程序或锁程序)分频器RST端得不到定时扫描输入信号，则分频器永无计满输出一脉冲信号复位CPU。为了高质量修复程序，可以使一个被强干扰打乱或“锁死”的程序恢复到受干扰前正在执行的任务上，从而提高系统实时运行的可靠性。

3结束语

计算机控制系统操作简便且功能强大，适用于多种行业，因此无法保证现场环境不会对系统本身产生影响。特别是一些施工单位和主要控制单位，一旦出现较强的干扰将会造成重大的损失。如何避免这些环境的干扰因素破坏控制系统，提高系统的稳定性和安全性，是本文着力发掘的重点。通过研究可得出一个结论，想要提高系统的适应能力，保证其功能可以正常运转，就要从提高系统自身的抗干扰能力，采取适当的抗干扰措施这两方面来入手，综合提高系统的可靠性。

作者：党杰单位：西安医学院后勤保障处动力科