电阻炉炉温自动控制系统(8)

第五章 抗干扰措施

5.1 抗干扰渠道

系统的抗干扰性能的好坏是影响系统可靠性的重要因素。影响单片机测控系统正常工作的信号称为噪声，又称干扰。影响指令的正常执行，造成控制事故或失灵，在测量通道中产生了干扰，就会使测量产生误差，电压的冲击有可能使系统遭到致命的破坏。告饶一般都是以脉冲的形式进入系统的，窜入单片机系统的渠道主要有三条：

（1）空间干扰

周围的电器设备如发射机、中频炉、可控硅逆变电源等发出的电干扰和磁干扰；广播电台或通讯发射台发出的电磁波：空中雷电，甚至地磁场的变化也会引起干扰。会使点偏激系统不能整成工作。

（2）供电系统干扰

大功率设备，大点感性负载设备的起停会使得电网电压大幅度涨落（浪涌），电网电压的欠压或过压常常打到额定电压的15%以上。有时长达几分钟、几小时、甚至几天。由于大功率开关的通断，电机的起停，电焊等原因，电网上常出现几百伏，甚至几千伏的见脉冲干扰。

(3)过程通道干扰

开关量输入输出，模拟量输入输出必不可少。输入输出的信号线多至几千条，长度往往达几百或几千米，不可避免地将干扰引入单片机系统。当大的电气设备漏电，接地系统不完善，或者测量部件绝缘不好，会使通道中直接串入干扰近好；各通道的线路如果同出一根电缆中或绑扎在一起，各路间会通过电磁感应而产生瞬间的干扰，尤其是0-15V的信号与交流220V的电源线同套在一根长达几百米的管中其干扰更为严重。这种彼此感应产生的干扰其表现形式仍然是通道中形成干扰电压。这样，轻者会使测量的信号发生误差，种着会使有用的信号完全淹没。有时这种通过感应产生的干扰电压会达到几十付以上，使单片机系统无法工作。

三种干扰以来自供电系统的干扰最甚，其次为来自过程通道的干扰。对于来自空间的辐射干扰，需加适当的屏蔽及接地来解决。 5.2 抗干扰措施

1、空间干扰主要指电磁场在线路、导线、壳体上的辐射、吸收和解调。由于中厚板长中有具有电场的设备，而且场强也非常大，所以对炉温的控制系统有比较大的电磁干扰，干扰来自应用系统的内部和外部，解决空间干扰时，首先要正确判断是否是空间干扰，可在系统供电电源入口处接入干扰抑制器，观察干扰现象是否继续存在，系统的屏蔽与布局设计，正确合理地接地，使单片机应用系统抑制干扰的主要办法。

2、继电器的输入电压为交流电压，所以电压输入端有错在这非正弦波的干扰，对继电器交流进线端加交流滤波器，可滤掉高频干扰，安装滤波器时外壳要加屏蔽并良好接地，进出线要分开，防止感应和辐射耦合，低通滤波器仅允许50Hz交流电通过，对高频和中频干扰有良好的衰减作用。直流输出采用大容量电解电容进行平滑滤波。

3.Z型RSS固态继电器收到的主要干扰是在安装使用时应远离电磁干扰，射频干扰源，以防继电器误动失控。可使电磁干扰进行屏蔽。

4．SSR产品也是一种干扰源，导通时会通过负载产生辐射或电源线的射频干扰，干扰程度随负载大小而不同。白炽灯电阻类负载产生的干扰较小，零压型在交流电源的过零区（即零电压）附近导通，因此干扰也较小。

5．直流输出采用大容量电解电容进行平滑滤波。

6.对系统中采用交流电源的地方，交流电源线与其他线尽量分开，减少再度耦合干扰。

7.电源线与信号线一般都通过地板下面走线，而且不可把两线靠得太近或相互平行，以减少信号线的影响。

8.集成芯片去耦：每个集成芯片都应安置一个0.1微法的陶瓷电容器，安装每个芯片的去耦电容时，必须将去耦电容安装在本集成芯片的VCC和GND线之间，否则失去了抗干扰作用。

9.还有来自硬件系统的中断干扰，由于硬件中断不认属于外部中断，而外部中断可以屏蔽，所以中断干扰可以通过对硬件中断进行屏蔽来减少中断干扰。

总结

本系统采用了K型热电偶信号处理集成芯片MAX6675，改变了传统测温电路电路复杂、程序复杂、精度低等问题；采用时钟芯片可以对时间准确计时；采用先进PID控制算法控制，精度高、超调量小；整个设计电路简单、设定功能多、草垛简单。经反复实验证明：其工作稳定性强、精度高、实用性强、控制效果好，应用前景广。

本论文的创新点：改变了传统的温度检测电路采用“传感器-滤波器-放大器-冷端补偿-线性化处理-A/D转换”模式，采用的是高精度集成芯片MAX6675来完成“热电偶电势-温度”的转换。不需要外围电路，接线简单，精度高，常采用时钟芯片便于精确计时，嫌小单片机的负担；采用先进PID控制算法，控制效果好，超调小。

致谢

首先感谢我的指导老师孟祥侠老师！课题是在孟老师的指导下完成的。从硬件的设计，到软件的编写，无不浸透着孟老师的心血。从孟老师那里，我不仅学到了许多工程实际知识，还懂得了作为一名工程技术人员所应该具备的基本素质，那就是认真负责的工作态度和一丝不苟的求实精神，孟老师在学术方面所表现出来的严谨的治学之道更让我受益非浅，她工作认真负责，对学生的教导孜孜不倦。我真诚地感谢孟老师学习上给我的关心、爱护和培养。

感谢在做毕业设计这几个月中给我很多帮助的同学!感谢他们在做课题的过程中给我讲解我所不懂的一些知识。感谢同班同学，感谢他们对我的鼓励和帮助。感谢我的父母及家人!感谢他们在生活上给与我无微不至的关心和爱护 ，在精神上给与我的鼓励和支持。

参考文献

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