數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)動(dòng)作準(zhǔn)確無(wú)誤，每個(gè)控制動(dòng)作都要達(dá)到它想要的目的。造成數(shù)控系統(tǒng)工作不正常的原因除了系統(tǒng)故障外大部分是受到外界電磁干擾。

　　電磁干擾源可以分為兩大類：自然干擾源與和人為干擾源。自然干擾源主要來(lái)源于大氣層的天電噪聲、地球外層空間的宇宙噪聲。人為干擾源是人工裝置工作過(guò)程中產(chǎn)生的電磁能量干擾，其中一部分是專門用來(lái)發(fā)射電磁能量的裝置，如廣播、電視、通信、雷達(dá)和導(dǎo)航等無(wú)線電設(shè)備，稱為有意發(fā)射干擾源。另一部分是在完成自身功能的同時(shí)附帶產(chǎn)生電磁能量的發(fā)射，如電火花線切割機(jī)床，電動(dòng)機(jī)械、家用電器以及工業(yè)、醫(yī)用射頻設(shè)備等等。因此這部分又成為無(wú)意發(fā)射干擾源。

本文只針對(duì)人為干擾源中的無(wú)意發(fā)射干擾源的抗干擾措施進(jìn)行一些探討。

　　1 常見(jiàn)的抗干擾措施

　　1.1.利用接地技術(shù)消除電磁干擾

　　要確保數(shù)控系統(tǒng)中的所有設(shè)備接地良好，需要根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)工作電流按照相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選用符合要求線徑的接地線（黃綠線）連接到電源進(jìn)線接地點(diǎn)（PE）的接地母排上。接地線（黃綠線）應(yīng)該盡可能的短以保證接地電阻值符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。尤其要注意包括變頻器、開(kāi)關(guān)電源，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等工作時(shí)有高頻開(kāi)關(guān)脈沖以及變壓器、供電設(shè)備等產(chǎn)生工頻干擾的設(shè)備的可靠接地。

　　1.2.使用濾波電路降低干擾

　　數(shù)控系統(tǒng)電源增加濾波線路措施可以有：數(shù)控系統(tǒng)電源的交流輸入線路中串接一電抗器，它可以降低諧波成分，增加電源阻抗，并幫助吸收附近設(shè)備投入工作時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓和主電源的尖峰電壓，確保電源不受電網(wǎng)供電電壓波動(dòng)影響；數(shù)控系統(tǒng)電源的直流輸出線路中使用低通濾波器，采用低通濾波器后可以有效濾除高頻干擾產(chǎn)生的毛刺脈沖，穩(wěn)定的直流輸出電壓可以確保數(shù)控系統(tǒng)電路的工作可靠。

　　1.3.優(yōu)化印制板布局設(shè)計(jì)

　　優(yōu)化印制板布局設(shè)計(jì)主要要考慮印制板上元器件的布局、元器件連接銅皮的走向布局、濾波電容的位置布局和不同類型電路的位置布局。一般來(lái)說(shuō)印制板布局設(shè)計(jì)要做到以下幾點(diǎn)：

　　1.3.1.器件之間的傳輸連接線盡可能短；

　　1.3.2.走強(qiáng)電信號(hào)的元器件和走弱電信號(hào)的元器件盡可能放置在不同區(qū)域；

　　1.3.3.模擬電路和數(shù)字電路應(yīng)盡可能分區(qū)域放置；

　　1.3.4.電源濾波電容應(yīng)靠近用電器件。

　　1.3.5.地線的設(shè)計(jì)應(yīng)做到小電流向大電流會(huì)聚，如果構(gòu)成了回路，應(yīng)盡可能縮小回路面積；

　　1.4.優(yōu)化弱電信號(hào)線路設(shè)計(jì)

　　在數(shù)控系統(tǒng)中控制信號(hào)通常是弱電信號(hào)，供電電壓一般是5V-24V，電流也是mA級(jí)的，這樣的信號(hào)很容易被外界的強(qiáng)干擾（如電火花線切割機(jī)床大電流放電時(shí)產(chǎn)生的高頻脈沖干擾）影響，造成數(shù)控系統(tǒng)誤動(dòng)作或者不動(dòng)作。針對(duì)這些干擾在電路設(shè)計(jì)上采取一些補(bǔ)救措施就成為設(shè)計(jì)中必須考慮的問(wèn)題。

　　1.5.利用屏蔽技術(shù)減少電磁干擾

　　如果數(shù)控系統(tǒng)抗干擾措施不力會(huì)出現(xiàn)下列現(xiàn)象：看到液晶顯示屏幕上出現(xiàn)很多白色斑點(diǎn)，有時(shí)候斑點(diǎn)多到讓用戶無(wú)法忍受；屏幕上出現(xiàn)一些誤報(bào)信息；鍵盤或者觸摸屏按下沒(méi)有反應(yīng)；主控計(jì)算機(jī)死機(jī)或者自動(dòng)重新啟動(dòng)等等。

　　出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是：數(shù)控系統(tǒng)附近存在一個(gè)強(qiáng)電磁場(chǎng)，強(qiáng)電磁場(chǎng)的輻射使得在數(shù)控系統(tǒng)工作環(huán)境充滿電磁干擾噪聲，數(shù)控系統(tǒng)的控制電路在這樣的環(huán)境里會(huì)耦合電磁波，干擾系統(tǒng)的正常工作；數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部導(dǎo)線也暴露在這個(gè)電磁場(chǎng)里，感應(yīng)電磁干擾噪聲，感應(yīng)噪聲經(jīng)過(guò)導(dǎo)線傳遞到電路的其余部分從而破壞電路的正常工作；另外由于部分強(qiáng)電流信號(hào)線路和弱電流信號(hào)線路共用一個(gè)地線，通過(guò)公共負(fù)載電磁干擾也被耦合到弱電流信號(hào)線路中，對(duì)于弱電流信號(hào)這樣的耦合會(huì)改變信號(hào)電平，引發(fā)錯(cuò)誤信號(hào)，造成系統(tǒng)出錯(cuò)，甚至系統(tǒng)直接崩潰。

　　要解決這些問(wèn)題除了前文提到的一些措施外還可以利用屏蔽技術(shù)減少電磁干擾。

　　1.6.數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部連線的處理

　　數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部連線有時(shí)候會(huì)很長(zhǎng)，容易受到干擾，為提高控制信號(hào)在傳輸過(guò)程中的抗干擾能力可以采取以下一些措施：

　　1.6.1.傳輸電纜上套磁環(huán)

　　傳輸電纜上套磁環(huán)有兩種方式：一種是選一磁環(huán)內(nèi)徑略大于電纜外徑的磁環(huán)，將磁環(huán)直接套在電纜上后再做電纜和連接件的連接；另一種是選用磁環(huán)內(nèi)徑足夠大的磁環(huán)，將電纜做8字繞法，穿過(guò)磁環(huán)后再做電纜和連接件的連接。兩種方式中8字繞法抗干擾效果更好一些。不同磁環(huán)材料的性能有所差異，因此根據(jù)需要磁環(huán)工作頻率選擇不同的材料。普通磁環(huán)材料有鎳鋅鐵氧體或錳鋅鐵氧體，它們的差異主要在磁導(dǎo)率：錳鋅鐵氧體的磁導(dǎo)率在幾千到上萬(wàn)，鎳鋅鐵氧體在幾百到上千。鐵氧體的磁導(dǎo)率越高，其低頻時(shí)的阻抗越大，高頻時(shí)的阻抗越小。所以，在抑制高頻干擾時(shí)，宜選用鎳鋅鐵氧體；反之則用錳鋅鐵氧體?；蛟谕皇娎|上同時(shí)套上錳鋅和鎳鋅鐵氧體，這樣可以抑制的干擾頻段較寬。

　　1.6.2.供電電纜和控制信號(hào)電纜分開(kāi)走線，并且要有保持一定距離。如果可能經(jīng)不同的金屬走線槽走線來(lái)保證隔離效果。

　　1.7.軟件抗干擾

　　高頻干擾通常是脈寬不寬的隨機(jī)脈沖，利用這個(gè)特點(diǎn)數(shù)控系統(tǒng)可以在控制軟件中進(jìn)行一些處理。具體地說(shuō)就是對(duì)于控制系統(tǒng)發(fā)出的輸出信號(hào)如果是維持一種狀態(tài)的信號(hào)可以隔一段時(shí)間就重復(fù)發(fā)一次信號(hào)，確保狀態(tài)信號(hào)不會(huì)因?yàn)槭芨蓴_而改變；如果發(fā)出輸出信號(hào)僅僅是實(shí)現(xiàn)一個(gè)動(dòng)作，那么為保證實(shí)現(xiàn)這個(gè)動(dòng)作可以連續(xù)發(fā)幾個(gè)相同信號(hào)來(lái)避免輸出信號(hào)被干擾信號(hào)掩蓋；控制系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)的處理可以連續(xù)讀輸入端口的數(shù)據(jù)幾次確保讀入的數(shù)據(jù)正確。

2.結(jié)束語(yǔ)

　　在工業(yè)高度發(fā)展的今天，各種電氣設(shè)備的使用已是普遍現(xiàn)象，其中不少設(shè)備會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁干擾，造成數(shù)控系統(tǒng)不受干擾幾乎是不可能的，因此如何設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)來(lái)保證數(shù)控功能可靠穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)需要認(rèn)真考慮?？垢蓴_措施多種多樣，前文提到的那些措施也不是很完全，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)不同數(shù)控系統(tǒng)具體的工作方式、工作環(huán)境采用適合的抗干擾措施。