檢定系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)是基于系統(tǒng)的可靠運(yùn)行方面的考慮，由于該系統(tǒng)是個(gè)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，容易受到各種干擾而產(chǎn)生誤動(dòng)作或產(chǎn)生錯(cuò)誤的采集。而且這個(gè)系統(tǒng)用到了變頻設(shè)備，變頻器的干擾是個(gè)重要的干擾源，所以在設(shè)計(jì)流量計(jì)檢定系統(tǒng)時(shí)必須考慮抗干擾的問(wèn)題。
1 電氣設(shè)備抗干擾的一般技術(shù)
電氣設(shè)備的干擾一般指的是電磁干擾[1]，抑制電磁干擾的方法可以分為硬件抑制和軟件抑制方法[2l。
1.1 硬件方法
（1）濾波技術(shù)
在信號(hào)傳輸中，由于各種因素的影響，在信號(hào)上往往會(huì)疊加很多干擾噪聲而妨礙系統(tǒng)正常工作。加入濾波器就是使有用信號(hào)頻率能有效通過(guò)，而抑制噪聲頻率的通過(guò)。根據(jù)信號(hào)的頻譜特性，可將濾波器設(shè)計(jì)為低通、高通、帶通和帶阻4種。根據(jù)濾波器的結(jié)構(gòu)可分為無(wú)源濾波器和有源濾波器兩類。
（2）隔離技術(shù)
把從測(cè)控現(xiàn)場(chǎng)引進(jìn)的干擾通道切斷，從而達(dá)到隔離現(xiàn)場(chǎng)干擾的目的。常用的隔離方式有光電隔離、繼電器隔離和變壓器隔離三種。
（3）屏蔽與接地技術(shù)
屏蔽與接地是提高系統(tǒng)抗干擾能力、抑制噪聲的重要手段。屏蔽是指用屏蔽體把通過(guò)空間與電場(chǎng)、磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)的耦合通道隔離。良好的屏蔽是和接地緊密相連的。接地又分為安全接地、工作接地和屏蔽接地三類。
（4）去耦技術(shù)
數(shù)字電路信號(hào)電平轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，并在傳輸線和供電電源內(nèi)阻上產(chǎn)生較大的壓降，形成嚴(yán)重干擾。為了抑制這種干擾，在電路中要配置去耦電容，即在門電路的電源端與地線端加接電容。
1.2 軟件方法
對(duì)微機(jī)系統(tǒng)的干擾，往往具有隨機(jī)性且頻譜范圍很寬，因此，在采用硬件抗干擾措施的同時(shí)，還必須加入軟件抗干擾措施，以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。常用的軟件抗干擾技術(shù)有：
（1）數(shù)字濾波技術(shù)
用來(lái)抑制疊加在模擬輸入信號(hào)上的噪聲。尤其適用于硬件濾波難以消除的偶然脈沖干擾、低頻干擾和周期性波動(dòng)干擾的場(chǎng)合。
（2）“看門狗"技術(shù)
這是一種由硬件或軟件或兩者結(jié)合的抗干擾技術(shù)。微機(jī)系統(tǒng)受到強(qiáng)干擾產(chǎn)生失控，引起程序亂飛或使程序陷入死循環(huán)，而測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用程序往往采用循環(huán)運(yùn)行方式，循環(huán)時(shí)間固定?！翱撮T狗"技術(shù)就是不斷監(jiān)視循環(huán)運(yùn)行時(shí)間，發(fā)現(xiàn)超時(shí)，則認(rèn)為系統(tǒng)陷入死循環(huán)，系統(tǒng)就自動(dòng)復(fù)位并從0000H地址重新啟動(dòng)。
2 檢定系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)
檢定系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)主要有三個(gè)方面：（1）采集系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)；（2）供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)；（3）變頻器的諧波抑制。
2.1 流量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)
流量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)指的是工控機(jī)和ADAM500及I/0模塊。通過(guò)采取以下一些接地和屏蔽措施，能有效地抑制電磁干擾[3]。
（1）采取模塊信號(hào)端子板連接
（2）采取ADAM5000單端接地
模塊的數(shù)字輸入輸出公共端與ADAM5000的GND連接，信號(hào)線外層使用屏蔽線，然后在ADAM一端接地。
（3）工控機(jī)與ADAM5000的地線連接
（4）這個(gè)系統(tǒng)地線與“大地"連接
2.2 流量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件抗干擾設(shè)計(jì)
前面提到，抗干擾方法有軟件措施，有硬件措施，也有軟件硬件相結(jié)合的措施。在流量檢定系統(tǒng)中同時(shí)使用了軟件抗干擾措施――數(shù)字濾波。
流量脈沖信號(hào)到工程數(shù)字量的轉(zhuǎn)化以及工程流量數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬控制信號(hào)，在轉(zhuǎn)化過(guò)程必然存在干擾的侵入，為了確保轉(zhuǎn)化結(jié)果的可靠，必須多次采樣，得到一系列的數(shù)據(jù)序列，通過(guò)某種處理才能得到可信度較高的結(jié)果。這種從數(shù)據(jù)系列中提取逼近真值的數(shù)據(jù)軟件算法，通常稱為數(shù)字濾波算法。數(shù)字濾波算法主要是抑制隨機(jī)性干擾。數(shù)字濾波方法有多種，每種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，在本系統(tǒng)中使用的是去極值平均濾波方法。
2.3 供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)
流量計(jì)檢定系統(tǒng)中采用交流和直流供電。工控機(jī)和ADAM模塊所需直流電是市電經(jīng)過(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后得到的。由于變壓器的初級(jí)繞組接在市電電網(wǎng)上，電網(wǎng)上的各種干擾便會(huì)引入系統(tǒng)。
為了有效地降低電源干擾，保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，在設(shè)計(jì)電源供電電路時(shí)采用交一交隔離和直一直隔離變換器。
2.4 變頻器諧波干擾抑制
自動(dòng)檢定系統(tǒng)中用變頻器來(lái)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制流量的目的。由于變頻器的存在，不可避免地存在諧波干擾的問(wèn)題。流量計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)的抑制諧波干擾措施有兩個(gè)。
（1）切斷干擾的傳播途徑
a.通過(guò)共用的接地線傳播干擾是干擾傳播的的方式。將動(dòng)力線的接地與控制線的接地分開(kāi)是切斷這一途徑的根本方法，即將動(dòng)力裝置的接地端子接到地線上，將控制裝置的接地端子接到該裝置盤的金屬外殼上。
b.信號(hào)線靠近有干擾源電流的導(dǎo)線時(shí)，干擾會(huì)被誘導(dǎo)到信號(hào)線上，使信號(hào)線上的信號(hào)受到干擾，布線分離對(duì)消除這種干擾行之有效。實(shí)際布線時(shí)常常把高壓電纜、動(dòng)力電纜、控制電纜與儀表電纜、計(jì)算機(jī)電纜分開(kāi)走線，分走不同的橋架。
（2）抑制干擾源上的高次諧波
抑制高次諧波的方法很多，各有優(yōu)缺點(diǎn)。在本系統(tǒng)中運(yùn)用如下方法：
a.在變頻器前側(cè)安裝線路電抗器，抑制電源側(cè)過(guò)電壓，并能降低由變頻器產(chǎn)生的電流畸變，避免使主電源受到嚴(yán)重干擾。
b.在變頻器前加裝LC電路無(wú)源濾波器，濾掉高次諧波。濾波器包括很多級(jí)，每一級(jí)濾掉相應(yīng)的高次諧波。通常濾掉5次和7次諧波，但該方法取決于電源和負(fù)載，靈活性小。
C.變頻器與工控機(jī)及I/O模塊分室安裝。
3 結(jié)論
本系統(tǒng)采用上述措施后，高頻的輻射電流被限制在本系統(tǒng)內(nèi)部，向外的輻射大大減弱，離系統(tǒng)2m的范圍內(nèi)干擾比較明顯，而2m以外則很快減弱。由此可見(jiàn)，采用的抗干擾措施的效果非常明顯，從而可以忽略其對(duì)周圍其它設(shè)備的干擾。實(shí)踐證明，在設(shè)計(jì)流量計(jì)自動(dòng)檢定系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)用必要的抗干擾技術(shù)，是流量計(jì)檢定系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的必要保證。針對(duì)本文介紹的抗干擾技術(shù)可以應(yīng)用到類似的自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。
參考文獻(xiàn)
[1]高攸綱.電磁兼容總論[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2001.
[2]白同云，呂曉德.電磁兼容設(shè)計(jì)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2001.
會(huì)員1.png)