1. 引言

包装机的电气控制部分是整个设备中一个十分重要的不蒐映少的组成部分之一隨着包装机械的发展，它的电气控制部分在近些年来也发生了巨大的变化。由于电子技术、集成电路和计算机技术在包装机械中的广泛应用，电气控制的可靠性和稳定性问题已引起人们的普遍注意，特别是它的抗干扰能力。因为抗干扰能力的好坏，往往是电控部分能否正常工作的一个关健性问题。不少机器在包装过程中,定位不准、成品率低或出现误动作等，也多是由于机器的抗干扰性能差所致。

影响机器正常工作的干扰信号种类很多,若从干扰出现的区域来分，可分为内部干扰和外部干扰。内部干扰如元件接触不良、机内感性负载元件的通断、虚焊假焊、机械振动和触点的抖动等，外部干扰如电网电压的波动、雷电的干扰、外部的大型设备《特别是大型感性负载设备）的开启和关闭等等。产生这•些干扰的原因是多种多样的，但是干扰要想对机器产生作用，必须要具备三个条件，既干扰的三要素，干扰源、耦台通道、接收回路。干扰的传播如图1所示。

图1中干扰传播的三要素缺一不可，映少其中的任何一个环节都不可能对机器产生干扰作用。

在解决机器的干扰问题时，可针対干扰传播的三要素着手，即抑制或削弱干扰源的能量，减少或防止耦合通道的生成，消除或屏蔽对干扰信号敏感的接收回路等。

在一般情况下对机器电子控制系统影响最大的干扰信号有3种.即，开关触点的抖动和机器振动、憶性负载的通断、交流电网的波动等*下面主要介绍这3种干扰的产生和对它们的防制措施。

2. 开美触点抖动和机體振动引起干蹴的防制

任何一种按钮开关、行程开关、按键开关和继电器、接触器的触点，在闭台或断开时都不是一种理想状态下的一次性动作，而
是在将通未通或在将断未断的瞬间要产生抖动或觀动或叫“回跳二触点抖动在电子线路中就会产生抖动的干扰脉冲。这个豚冲信号就会叠加在原来的有用信号上，对电路产生干扰，使电子线路出现误动作0

2.1采用RC网络防制触点抖动的干扰图2

在一般情况下，开矢触点的抖动不足1ms或为1ms左右，而在电子线路中1ms的时间足可以引起触发器的数百次的翻转。

在图2(a)所示的基础上进行了改进，

图4

在RC电路的冲放电过程中可以看出，只要电路的积分时间常数T=RC的值大于触点抖动的时间，这个电路就可以有效地抑制触点抖动时引起的干扰，使电路正常工作。

在选定RC网络中电阻和电容的数值

时，可假定触点抖动时间为1ms,取7=ROlms,CMOS电路在输入端的置位电阻一般在5.lkQ〜5LkQ之间。在放电回路中，R2取10kQ,根据公式t=RC算出，C=0.1”］在充电回路中R1取6.3kQ,此时充电放电回路的时间常数均大于或等于1ms。按以上选取的数值，按图2

以上说明将电珞改善后，增加了RC网络，有效地抑制了触点抖动引起的干扰。这种方法很简单，而且RC的取值计算也采取了粗略的计算方法，但在工作頻率装低、速度不高的工业电子控制系统中却是一种很有效的方法。

2.2釆用D触发器加RC网络抑制触点抖动的干扰

在克服触点抖动引起的干扰问题中，其它触发器如单稳态触发器、JK触发器、RS触发器、施密特触发器等和与非门电路、RC电路也可以组成多种形式的防抖电路，只要设计合理，数值选取正确，都能有效地抑制由抖动引起的干扰现象，这里不再赘述。

2.3信号线抖动干扰的克服

在机器工作中，低电平信号线是接受干扰杂波影响最敏感的线段，信号线如光电开关、接近开关的引线，热敏电阻、热电偶及其它传感器的引线，各种微动开关、行程升关.限位开关以及上面提到的计数器信号线等等，只要它们和电子线路相连接，那么一定要注意它的抖动干扰问题。

信号线在走线过程中应固定可靠，防止因机器运行而产生振动。一般生产现场的环境都比较恶劣，到处都有电源线、动力线，因此处处都有杂散磁场存在。这一电磁场主要由50Hz的交流电所产生，由于它频率低，一般不易在信号线回路中感应出足够大的干扰电压。但若信号线因机械振动而在磁场中作切割磁力线的运动，这就相当于提高了磁场变化的频率，使感应电压增大。图6所示为运动的导体在切割磁力线的示意图。这是根据电磁感应定律，在导线中的感应电动势e应为.

e=10~®HLVsina其中：H—磁场强度

L一切割磁力线的导线长度

v—导线的运动速度

a—运动方向与磁力线方向的夹角

可见，导线中感应电动势的大小与导体在单位时间内切割磁力线的条数成正比。如果信号线较长，抖动又很厉害，感应电动势就不容忽视。

为防止机械振动対信号线的影响，可采取以下几种措施：

（1）     尽量缩短信号銭的长度，避免信号线振动扌

（2）     对信号线进行屏蔽，釆用双芯屏蔽线或双续线屏蔽埃，必要时可将信号线穿在金属管中'

（3）     尽量使信号线沿箱体或壳体走线,并且远离高电压、大电流的导线以及动力銭、电源线和变压器等，

（4）     对机器内部或机器安装调试的现场周围的干扰磁场进行分析，做到胸中有数，以便在安装调试时使机器走线尽量避开这些干扰磁场，防止产生磁耦合，提高机器抗干扰能力。

由于信号线的抖动而引起的干扰，如果注意并采用以上几项措施，在一般清况下都能取得良好的效果。

3. 腰性员載引起的干扰及其防治措施

3.1感性负载引起干扰的原因

所谓感性负载，一般是指各种交直流继电器，接触器、交直流电磁铁、电磁阀、交直流电磁离合器、电动机等。

在机器工作和运行的过程中，这些感性负载都是通过控制元件将它接通的。它的控制元件（如按钮开关、行程开关等）将它和电源接通或断开的瞬间，将在感性负载电感线圈的两端产生高于电源电压数倍到数十倍的反向电动势（以下简称反电势）。这一高达数百伏或上千伏的冲击电压将在控制器件的触点间产生电击穿，出现火花放电或辉光现象，对于无触点开关也可能产生破坏性的击穿。同时这一强大的豚冲电流对于机器的电子控制部分形成了一个强大的干扰信号。这个强大的反电势不但严重地影响着电子电路工作的稳定，甚至可能造成元器件的损坏，因此在电子控制系统的设计过程中，对于感性负教产生的反电势必须给于充分的重視，井采取相应的措施。

感性负载在电路里表现出来就是一个电感线圏，它的等效电路如图7所示.其中：L一电感线圈的电感量、

r一电感线圈的内阻值

J一接通负载的开关

u—电源电压

图7

在图7中，当开关J在接通和断开感性负载的瞬间，实质上是rL串联电路的两种过渡过程。

分折一下当开关J在接通电路的瞬间时电路中的过渡过程，这一过渡过程的回路电压方程，由基尔霍夫定律可知为（假设J为理想状态下的一次性闭台，不发生抖动爲uf+UL-U

其中电压与电流之间有以下关系：

6=喘

Ur=r.i

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

式中：Ug—线圏两端齢电压

式〈1)中的r和L是两个當数，可以看出上式是一个常系数线性微分方程，它的解为:

i=i，+i<;=¥-¥e-W

=广掌)

其中前项计=¥是电路电流的稳态分量

计=ge-話是电路的暂态分量由式(2)可以算出电感线圈上的电压为：UL=L^=Ue^*      ⑶

式〈3〉就是在开关接通后瞬间的过渡过程中线圈二端电压的表达式，它的波形图如图8所示。

由图8可看出，它是一个按指数规律衰

减的电压。

在过渡过程的开始，即在t=o,时，取绍最大值为电源电压U,

即：Ulmax—U

以上可以看出，从理论计算的结果，它不会对电子电路产生干扰，即在理想状态下感性负载在接通的瞬间不产生对电路的干扰。

当开关J断开时瞬间的电路过渡过程，此时的等效电路如图9所示。

图9中R表示开关J断开后触点间空气隙的等效电阻。

解此过渡过程的常微分方程，可给出此时的昆流表达式为：

i=Ue_T*=iee~^*

其中'L=¥是电路开关J断开前电路的稳态分量，由于电感中的电流不能突变的原则，此时在开关J触点间的电压为t

Ur=