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1. 引言

包裝機的電氣控制部分是整個設備中一個十分重要的不蒐映少的組成部分之一隨著包裝機械的發(fā)展，它的電氣控制部分在近些年來也發(fā)生了巨大的變化。由于電子技術、集成電路和計算機技術在包裝機械中的廣泛應用，電氣控制的可靠性和穩(wěn)定性問題已引起人們的普遍注意，特別是它的抗干擾能力。因為抗干擾能力的好壞，往往是電控部分能否正常工作的一個關健性問題。不少機器在包裝過程中,定位不準、成品率低或出現(xiàn)誤動作等，也多是由于機器的抗干擾性能差所致。

影響機器正常工作的干擾信號種類很多,若從干擾出現(xiàn)的區(qū)域來分，可分為內部干擾和外部干擾。內部干擾如元件接觸不良、機內感性負載元件的通斷、虛焊假焊、機械振動和觸點的抖動等，外部干擾如電網(wǎng)電壓的波動、雷電的干擾、外部的大型設備《特別是大型感性負載設備）的開啟和關閉等等。產生這•些干擾的原因是多種多樣的，但是干擾要想對機器產生作用，必須要具備三個條件，既干擾的三要素，干擾源、耦臺通道、接收回路。干擾的傳播如圖1所示。

圖1中干擾傳播的三要素缺一不可，映少其中的任何一個環(huán)節(jié)都不可能對機器產生干擾作用。

在解決機器的干擾問題時，可針対干擾傳播的三要素著手，即抑制或削弱干擾源的能量，減少或防止耦合通道的生成，消除或屏蔽對干擾信號敏感的接收回路等。

在一般情況下對機器電子控制系統(tǒng)影響最大的干擾信號有3種.即，開關觸點的抖動和機器振動、憶性負載的通斷、交流電網(wǎng)的波動等*下面主要介紹這3種干擾的產生和對它們的防制措施。

2. 開美觸點抖動和機體振動引起干蹴的防制

任何一種按鈕開關、行程開關、按鍵開關和繼電器、接觸器的觸點，在閉臺或斷開時都不是一種理想狀態(tài)下的一次性動作，而
是在將通未通或在將斷未斷的瞬間要產生抖動或觀動或叫“回跳二觸點抖動在電子線路中就會產生抖動的干擾脈沖。這個豚沖信號就會疊加在原來的有用信號上，對電路產生干擾，使電子線路出現(xiàn)誤動作0

2.1采用RC網(wǎng)絡防制觸點抖動的干擾圖2

在一般情況下，開矢觸點的抖動不足1ms或為1ms左右，而在電子線路中1ms的時間足可以引起觸發(fā)器的數(shù)百次的翻轉。

在圖2(a)所示的基礎上進行了改進，

圖4

在RC電路的沖放電過程中可以看出，只要電路的積分時間常數(shù)T=RC的值大于觸點抖動的時間，這個電路就可以有效地抑制觸點抖動時引起的干擾，使電路正常工作。

在選定RC網(wǎng)絡中電阻和電容的數(shù)值

時，可假定觸點抖動時間為1ms,取7=ROlms,CMOS電路在輸入端的置位電阻一般在5.lkQ?5LkQ之間。在放電回路中，R2取10kQ,根據(jù)公式t=RC算出，C=0.1”］在充電回路中R1取6.3kQ,此時充電放電回路的時間常數(shù)均大于或等于1ms。按以上選取的數(shù)值，按圖2

以上說明將電珞改善后，增加了RC網(wǎng)絡，有效地抑制了觸點抖動引起的干擾。這種方法很簡單，而且RC的取值計算也采取了粗略的計算方法，但在工作頻率裝低、速度不高的工業(yè)電子控制系統(tǒng)中卻是一種很有效的方法。

2.2釆用D觸發(fā)器加RC網(wǎng)絡抑制觸點抖動的干擾

在克服觸點抖動引起的干擾問題中，其它觸發(fā)器如單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、RS觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器等和與非門電路、RC電路也可以組成多種形式的防抖電路，只要設計合理，數(shù)值選取正確，都能有效地抑制由抖動引起的干擾現(xiàn)象，這里不再贅述。

2.3信號線抖動干擾的克服

在機器工作中，低電平信號線是接受干擾雜波影響最敏感的線段，信號線如光電開關、接近開關的引線，熱敏電阻、熱電偶及其它傳感器的引線，各種微動開關、行程升關.限位開關以及上面提到的計數(shù)器信號線等等，只要它們和電子線路相連接，那么一定要注意它的抖動干擾問題。

信號線在走線過程中應固定可靠，防止因機器運行而產生振動。一般生產現(xiàn)場的環(huán)境都比較惡劣，到處都有電源線、動力線，因此處處都有雜散磁場存在。這一電磁場主要由50Hz的交流電所產生，由于它頻率低，一般不易在信號線回路中感應出足夠大的干擾電壓。但若信號線因機械振動而在磁場中作切割磁力線的運動，這就相當于提高了磁場變化的頻率，使感應電壓增大。圖6所示為運動的導體在切割磁力線的示意圖。這是根據(jù)電磁感應定律，在導線中的感應電動勢e應為.

e=10~®HLVsina其中：H—磁場強度

L一切割磁力線的導線長度

v—導線的運動速度

a—運動方向與磁力線方向的夾角

可見，導線中感應電動勢的大小與導體在單位時間內切割磁力線的條數(shù)成正比。如果信號線較長，抖動又很厲害，感應電動勢就不容忽視。

為防止機械振動対信號線的影響，可采取以下幾種措施：

（1）     盡量縮短信號銭的長度，避免信號線振動扌

（2）     對信號線進行屏蔽，釆用雙芯屏蔽線或雙續(xù)線屏蔽埃，必要時可將信號線穿在金屬管中'

（3）     盡量使信號線沿箱體或殼體走線,并且遠離高電壓、大電流的導線以及動力銭、電源線和變壓器等，

（4）     對機器內部或機器安裝調試的現(xiàn)場周圍的干擾磁場進行分析，做到胸中有數(shù)，以便在安裝調試時使機器走線盡量避開這些干擾磁場，防止產生磁耦合，提高機器抗干擾能力。

由于信號線的抖動而引起的干擾，如果注意并采用以上幾項措施，在一般清況下都能取得良好的效果。

3. 腰性員載引起的干擾及其防治措施

3.1感性負載引起干擾的原因

所謂感性負載，一般是指各種交直流繼電器，接觸器、交直流電磁鐵、電磁閥、交直流電磁離合器、電動機等。

在機器工作和運行的過程中，這些感性負載都是通過控制元件將它接通的。它的控制元件（如按鈕開關、行程開關等）將它和電源接通或斷開的瞬間，將在感性負載電感線圈的兩端產生高于電源電壓數(shù)倍到數(shù)十倍的反向電動勢（以下簡稱反電勢）。這一高達數(shù)百伏或上千伏的沖擊電壓將在控制器件的觸點間產生電擊穿，出現(xiàn)火花放電或輝光現(xiàn)象，對于無觸點開關也可能產生破壞性的擊穿。同時這一強大的豚沖電流對于機器的電子控制部分形成了一個強大的干擾信號。這個強大的反電勢不但嚴重地影響著電子電路工作的穩(wěn)定，甚至可能造成元器件的損壞，因此在電子控制系統(tǒng)的設計過程中，對于感性負教產生的反電勢必須給于充分的重視，井采取相應的措施。

感性負載在電路里表現(xiàn)出來就是一個電感線圏，它的等效電路如圖7所示.其中：L一電感線圈的電感量、

r一電感線圈的內阻值

J一接通負載的開關

u—電源電壓

圖7

在圖7中，當開關J在接通和斷開感性負載的瞬間，實質上是rL串聯(lián)電路的兩種過渡過程。

分折一下當開關J在接通電路的瞬間時電路中的過渡過程，這一過渡過程的回路電壓方程，由基爾霍夫定律可知為（假設J為理想狀態(tài)下的一次性閉臺，不發(fā)生抖動爲uf+UL-U

其中電壓與電流之間有以下關系：

6=喘

Ur=r.i

ULD=L^-+r-i=U                                      (1)

式中：Ug—線圏兩端齢電壓

式〈1)中的r和L是兩個當數(shù)，可以看出上式是一個常系數(shù)線性微分方程，它的解為:

i=i，+i<;=¥-¥e-W

=廣掌)

其中前項計=¥是電路電流的穩(wěn)態(tài)分量

計=ge-話是電路的暫態(tài)分量由式(2)可以算出電感線圈上的電壓為：UL=L^=Ue^*      ⑶

式〈3〉就是在開關接通后瞬間的過渡過程中線圈二端電壓的表達式，它的波形圖如圖8所示。

由圖8可看出，它是一個按指數(shù)規(guī)律衰

減的電壓。

在過渡過程的開始，即在t=o,時，取紹最大值為電源電壓U,

即：Ulmax—U

以上可以看出，從理論計算的結果，它不會對電子電路產生干擾，即在理想狀態(tài)下感性負載在接通的瞬間不產生對電路的干擾。

當開關J斷開時瞬間的電路過渡過程，此時的等效電路如圖9所示。

圖9中R表示開關J斷開后觸點間空氣隙的等效電阻。

解此過渡過程的常微分方程，可給出此時的昆流表達式為：

i=Ue_T*=iee~^*

其中'L=¥是電路開關J斷開前電路的穩(wěn)態(tài)分量，由于電感中的電流不能突變的原則，此時在開關J觸點間的電壓為t

Ur=