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柴油发电机组控制器抗干扰设计

2014-04-07 11:46      点击:

   

   柴油发电机组控制器作为电站用柴油机的控制设备,其工作地点离柴油机与发电机较近。因此,其工作环境比较恶劣,经常处于高温、潮湿和有很多强电磁干扰的环境中。柴油发电机组控制器作为一种比较精密的控制设备,需要较为可靠的设计来防止各种干扰信号,通过不同途径进入控制器,影响控制器的正常工作。因此在进行控制器设计时,要对干扰信号认真对待,采取必要的措施加以消除或者抑制。

    首先,大家必须了解干扰信号的类型、性质。另外要以干扰信号的影响程度,来分清干扰信号的主次,对主要的干扰信号进行处理。

    干扰信号主要有三种,即:

   ● 空间干扰(磁场干扰)。

   ● 过程通道干扰。

   ● 供电系统干扰.

   空间干扰也称为外部干扰,一般指空间电磁场干扰。在整个控制器系统中,最有可能的就是发电机的强电磁场辐射的电磁干扰。由于控制器必须靠近柴油发电机安装,所以容易受到外界信号的干扰。


    过程通道干扰一般是指过程控制或整个计算机数据采集与控制系统中模拟/数字信号输入/输出通道中产生的干扰。它主要包括通道电路、使用的器件和受控对象等。这些对象包括传感器、大功率驱动器等装置。而且,在通道电路中元器件的分布、相互位置以及线路分布电容等因数也会影响计算机的工作。

    供电系统干扰也称为电源干扰,主要来自于电源和供电线路。这部分对控制器影响不大,因为大家采用蓄电池做电源,再经过高质量的电源模块变换成控制器所需要的+5V电压。

    为了防止干扰影响系统的正常运行,在设计印刷电路时,采取了以下抗干扰措施:

    ● 地线设计:本电路属于低频电路,它的布线与元件间的电感影响小,而接地电路形成的环流对于干扰影响较大,因此采用单点接地,地线加粗,减小地线电阻,避免因为地线粗细不同而产生的地线电位差,导致DSP抗干扰能力降低。

    ● 电源线设计:布电源线时,尽量加粗线宽,使电源线与数据线走向一致。

    ● 配置去耦电容:在印刷板的各个部位配置去耦电容,是印刷板设计的一项常规作法,在每个集成电路的电源线与地线之间直接接入0.1pF的瓷片去祸电容,有助于提高芯片的抗干扰能力。

    ● 印刷板上器件的布置:与其它逻辑电路一样,在器件布置时,把相关高频器件尽量放得靠近些,能获得较好的抗干扰效果,例如,晶振和CPU时钟输入端都易产生噪声,应相互靠近.

    ● UO通道抗干扰措施:由于电磁实行器的控制信号、速度传感器、缸温、油温等传感器到控制系统传输线较长,一般在1-2米范围内,为了保证长线传输的可靠性,传输线必须使用屏蔽线,而且部分采用光电祸合隔离以及低阻抗匹配。光电祸合隔离能有效地抑制脉冲及各种噪声干扰,从而使过程通道上的信噪比大大提高。


    在强电磁干扰的环境中,可把整个控制器装置装入屏蔽罩内,防止空间电磁场对整个系统造成的干扰。


    在App设计中采用还可采用数字滤波、容错等技术。


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