数控系统的抗干扰措施

摘要：电磁干扰是一种普遍存在的现象，对数控系统的正常工作有负面影响，抗干扰措施
是数控系统设计中必须考虑的问题。电路设计和工艺设计的优化可以有效消除或者部分抵消
电磁干扰的破坏作用。

 

　　关键词：电磁干扰；抗干扰；设计优化

 

　　数控系统的设计要求系统动作准确无误，每个控制动作都要达到它想要的目的。造成数
控系统工作不正常的原因除了系统故障外大部分是受到外界电磁干扰。

 

　　电磁干扰源可以分为两大类：自然干扰源与和人为干扰源。自然干扰源主要来源于大气
层的天电噪声、地球外层空间的宇宙噪声。人为干扰源是人工装置工作过程中产生的电磁能
量干扰，其中一部分是专门用来发射电磁能量的装置，如广播、电视、通信、雷达和导航等无
线电设备，称为有意发射干扰源。另一部分是在完成自身功能的同时附带产生电磁能量的发
射，如电火花线切割机床，电动机械、家用电器以及工业、医用射频设备等等。因此这部分又
成为无意发射干扰源。

 

　　

1.本文只针对人为干扰源中的无意发射干扰源的抗干扰措施进行一些探讨。 

　　常见的抗干扰措施一般有以下几种：

 

　　

1.1.利用接地技术消除电磁干扰 

　　要确保数控系统中的所有设备接地良好，需要根据数控系统工作电流按照相关国家标
准选用符合要求线径的接地线（黄绿线）连接到电源进线接地点（

PE）的接地母排上。接

地线（黄绿线）应该尽可能的短以保证接地电阻值符合相关国家标准要求。尤其要注意包括
变频器、开关电源，电机驱动器等工作时有高频开关脉冲以及变压器、供电设备等产生工频
干扰的设备的可靠接地。

 

　　

1.2.使用滤波电路降低干扰 

　　数控系统电源增加滤波线路措施可以有：数控系统电源的交流输入线路中串接一电抗
器，它可以降低谐波成分，增加电源阻抗，并帮助吸收附近设备投入工作时产生的浪涌电
压和主电源的尖峰电压，确保电源不受电网供电电压波动影响；数控系统电源的直流输出
线路中使用低通滤波器，采用低通滤波器后可以有效滤除高频干扰产生的毛刺脉冲，稳定
的直流输出电压可以确保数控系统电路的工作可靠。

 

　　

1.3.优化印制板布局设计 

　　优化印制板布局设计主要要考虑印制板上元器件的布局、元器件连接铜皮的走向布局、
滤波电容的位置布局和不同类型电路的位置布局。一般来说印制板布局设计要做到以下几点：
 
　　

1.3.1.器件之间的传输连接线尽可能短； 

　　

1.3.2.走强电信号的元器件和走弱电信号的元器件尽可能放置在不同区域； 

　　

1.3.3.模拟电路和数字电路应尽可能分区域放置； 

　　

1.3.4.电源滤波电容应靠近用电器件。 

　　

1.3.5.地线的设计应做到小电流向大电流会聚，如果构成了回路，应尽可能缩小回路面

积；

 

　　

1.4.优化弱电信号线路设计 

　　在数控系统中控制信号通常是弱电信号，供电电压一般是

5V-24V，电流也是 mA 级的，

这样的信号很容易被外界的强干扰（如电火花线切割机床大电流放电时产生的高频脉冲干
扰）影响，造成数控系统误动作或者不动作。针对这些干扰在电路设计上采取一些补救措施
就成为设计中必须考虑的问题。

 

　　

1.5.利用屏蔽技术减少电磁干扰